Verwendung des JWE-Formats

Dieser Abschnitt beschreibt, wie die JWE als Input für die Geräte erstellt wird, sodass Sie Ihr eigenes Tool erstellen können, um die Werkzeuge aus Ihren Zertifikaten und Schlüsseln zu erstellen.

Siehe JSON Web Encryption (JWE) https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7516 und JSON Web Signature (JWS) https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7515.

Wir verwenden die Compact Serialization eines JSON-Dokuments, um JWE-Blobs zu erstellen. Die Parameter, die Sie beim Erstellen der JWE-Blobs angeben müssen, sind:

• JOSE Header (geschützt). In der JSON-Objektsignier- und Verschlüsselungskopfzeile müssen Sie die folgenden Schlüsselwert-Paare enthalten:

  • "alg":"dir"

    Der direkte Algorithmus ist der einzige Algorithmus, den wir zur Verschlüsselung der Nutzlast unterstützen. Sie müssen den anfänglichen Clientschlüssel des Geräts verwenden.

  • "enc":"A GCM" oder "enc":"A GCM"

    Wir unterstützen diese beiden Verschlüsselungsalgorithmen.

  • "cisco-action": "add" or "cisco-action": "populate" or "cisco-action": "activate" or "cisco-action": "deactivate"

    Dabei handelt es sich um einen proprietären Schlüssel und vier wichtige Werte. Wir haben diesen Schlüssel eingeführt, um den Zweck der verschlüsselten Daten an das Zielgerät zu signalisieren. Die Werte werden nach den xAPI-Befehlen auf dem Gerät benannt, auf dem Sie die verschlüsselten Daten verwenden.

    Wir haben es als cisco-action bezeichnet , um potenzielle Konflikte mit zukünftigen JWE-Erweiterungen zu mildern.

  • "cisco-kdf": { "version": "1", "salt": "base64URLEncodedRandom4+Bytes" }

    Ein anderer proprietärer Schlüssel. Wir verwenden die von Ihnen angegebenen Werte als Eingänge für die Tastenzung auf dem Gerät. Die version muss 1 (die Version unserer Schlüsselableitungsfunktion) sein. Der Wert von salt muss eine Base64-URL-codierte Sequenz von mindestens 4 Bytes sein, die Sie must zufällig auswählen.

• JWE Verschlüsselter Schlüssel . Dieses Feld ist leer. Das Gerät leitet es vom ursprünglichen ClientSecret ab .

• JWE Initialisierungsvektor . Sie müssen einen base64url-verschlüsselten Initialisierungs vektorisieren, um die Nutzdatendaten zu entschlüsseln. Die IV MUSS ein beliebiger Bytewert von 12 Byte sein (wir verwenden die AES-GCM-Cipher-Familie, die erfordert, dass die IV 12 Byte lang ist).

• JWE AAD (zusätzliche authentifizierte Daten). Sie müssen dieses Feld auslassen, da es bei der kompakten Serialisierung nicht unterstützt wird.

• JWE Ciphertext : Dies ist die verschlüsselte Nutzlast, die Sie geheim halten möchten.

  Die Nutzlast KANN leer sein. Um beispielsweise das Client-Geheimnis zurückzusetzen, müssen Sie es mit einem leeren Wert überschreiben.

  Es gibt unterschiedliche Arten von Nutzdatendaten, je nachdem, was Sie auf dem Gerät zu tun versuchen. Verschiedene xAPI-Befehle erwarten unterschiedliche Nutzlasten, und Sie müssen den Zweck der Nutzlast mit dem Schlüssel „cisco-action“ wie folgt angeben:

  • Mit "cisco-action":"populate" ist der Ciphertext das neue ClientSecret .

  • Mit ""cisco-action":"add" ist der Verschlüsselungstext ein PEM-Blob, der das Zertifikat und seinen privaten Schlüssel (verkettet) trägt.

  • Mit ""cisco-action":"activate" ist der Verschlüsselungstext der Fingerabdruck (hexadezimale Darstellung von sha-1) des Zertifikats, das wir für die Überprüfung der Geräteidentität aktivieren.

  • Mit ""cisco-action":"deactivate" ist der Chiffriertext der Fingerabdruck (hexadezimale Darstellung von sha-1) des Zertifikats, das wir für die Identitätsüberprüfung des Geräts deaktivieren.

• JWE-Authentifizierungs-Tag: Dieses Feld enthält das Authentifizierungs-Tag, um die Integrität der gesamten kompakt serialisierten JWE-Serie zu gewährleisten.

So leiten wir den Verschlüsselungsschlüssel aus dem ClientSecret ab

Nach der ersten Einwohner des Geheimen akzeptieren oder geben wir das Geheime nicht als Klartext an oder geben es aus. Damit verhindern Sie potenzielle Wörterbuch-Attacken von jemandem, der auf das Gerät zugreifen kann.

Die Gerätesoftware verwendet den Clientschlüssel als Input für eine Schlüsselfunktion (kdf) und verwendet dann den abgeleiteten Schlüssel für die Entschlüsselung/Verschlüsselung von Inhalten auf dem Gerät.

Das bedeutet für Sie, dass Ihr Tool zur Erstellung von JWE-Dateien dasselbe Verfahren befolgen muss, um denselben Verschlüsselungs-/Entschlüsselungsschlüssel aus dem Clientschlüssel zu erhalten.

Die Geräte verwenden Scrypt für Schlüsselinzug (siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Scrypt) mit den folgenden Parametern:

• CostFactor (N) ist 32768

• BlockSizeFactor (r) ist 8

• ParallelizationFactor (p) ist 1

• Salz ist eine zufällige Sequenz von mindestens 4 Bytes; Sie müssen dasselbe salt angeben, wenn Sie den Parameter cisco-kdf angeben.

• Schlüssellängen sind entweder 16 Byte (wenn Sie den AES-GCM 128-Algorithmus auswählen) oder 32 Byte (wenn Sie den AES-GCM 256-Algorithmus auswählen)

• Maximale Speicher cap ist 64 MB

Diese Reihe von Parametern ist die einzige Konfiguration von Scrypt, die mit der Schlüsselfunktion auf den Geräten kompatibel ist. Diese kdf auf den Geräten heißt "version":"1", das ist die einzige Version, die derzeit vom cisco-kdf -Parameter genommen wird.

Bearbeitetes Beispiel

Hier ein Beispiel, wie Sie nachfolgend sehen können, um zu überprüfen, ob Ihr JWE-Verschlüsselungsverfahren genauso funktioniert wie das verfahren, das wir auf den Geräten erstellt haben.

Das Beispielszenario ist das Hinzufügen eines PEM-Schlüssels zum Gerät (imitiert das Hinzufügen eines Zertifikats, mit einem sehr kurzen String anstelle eines vollständigen Zertifikats + Schlüssels). Das Client-Geheimnis im Beispiel ist ossifrage .

1. Wählen Sie eine Verschlüsselungsverschlüsselung aus. Dieses Beispiel verwendet A GCM (AES mit 128-Bit-Tasten im Galois Counter Mode). Ihr Tool könnte A GCM verwenden, wenn Sie möchten.

2. Wählen Sie eine beliebige Folge (muss eine zufällige Sequenz von mindestens 4 Byte sein). Dieses Beispiel verwendet (Hex-Bytes) E5 E6 53 08 03 F8 33 F6 . Base64url codieren die Sequenz um 5eZTCAP4M _ Y zu erhalten (entfernen Sie das base64 Polster).

3. Hier ist ein Beispielanruf scrypt zum Erstellen des Verschlüsselungsschlüssels für Inhalte (cek):

   cek=scrypt(password="ossifrage", salt=4-Byte-Sequenz, N=32768, r=8, p=1, keylength=16)

   Der abgeleitete Schlüssel sollte wie folgt 16 Bytes (Hex) sein: 95 9e ba 6d d1 22 01 05 78 fe 6a 9d 22 78 ff ac welche base64url kodiert nach lZ66bdEiAQV4 _mqd I nj_r A .

4. Wählen Sie eine zufällige Sequenz von 12 Byte, die als Initialisierungsvektor verwendet werden soll. Dieses Beispiel verwendet (Hex) 34 b3 5d dd 5f 53 7b af 2d 92 95 83 , die base64url für NLNd3V9Te68tkpWD kodiert.

5. Erstellen Sie den JOSE-Header mit kompakter Serialisierung (folgen Sie der Reihenfolge der Parameter, die wir hier verwenden) und verschlüsseln Sie ihn anschließend base64url:

   {"alg":"dir","cisco-action":"add","cisco-kdf":{"salt":"5eZTCAP4M _ Y","version":"1"},"enc":"A GCM"}

   Die Base64url-codierte JOSE-Kopfzeile ist eyJhbGciOiJkaXIiLCJjaXNjby1hY3Rpb24iOiJhZGQiLCJjaXNjby1rZGYiOnsic2FsdCI6IjVlWlRDQVA0TV9ZIiwidmVyc2lvbiI6IjEifSwiZW5jIjoiQTEyOEdDTSJ9

   Dies ist das erste Element der JWE-Komponente.

6. Das zweite Element des JWE-Feldes ist leer, da wir keine JWE-Komponente Chiffrierschlüssel.

7. Das dritte Element des JWE-Blobs ist der Initialisierungsvektor NLNd3V9Te68tkpWD .

8. Verwenden Sie Ihr JWE-Verschlüsselungstool, um verschlüsselte Nutzdatendaten und Tags zu erzeugen. In diesem Beispiel wird die unverschlüsselte Nutzlast der gefälschte PEM-Blob sein dies ist eine PEM-Datei

   Zu den Verschlüsselungsparametern, die Sie verwenden sollten, gehören:

   • Nutzlast ist dies ist eine PEM-Datei

   • Verschlüsselungsverschlüsselung ist AES 128 GCM

   • Der base64url-kodierte JOSE-Header als Zusätzliche authentifizierte Daten (AAD)

   Base64url codieren die verschlüsselte Nutzlast, was zu f5lLVuWNfKfmzYCo1YJfODhQ führen sollte

   Dies ist das vierte Element (JWE Ciphertext) in der JWE-Komponente.

9. Base64url codieren Sie den Tag, den Sie in Schritt 8 produziert haben, was zu PE-wDFWGXFFBeo928cfZ1Q führen sollte

   Dies ist das fünfte Element in der JWE-Klasse.

10. Verfeinern Sie die fünf Elemente der JWE-Matrix mit Punkten (JOSEheader.. IV.Ciphertext.Tag) zu erhalten:

    eyJhbGciOiJkaXIiLCJjaXNjby1hY3Rpb24iOiJhZGQiLCJjaXNjby1rZGYiOnsic2FsdCI6IjVlWlRDQVA0TV9ZIiwidmVyc2lvbiI6IjEifSwiZW5jIjoiQTEyOEdDTSJ..9NLNd3V9Te68tkpWD.f5lLVuWNfKfmzYCo1YJfODhQ.PE-wDFWGXFFBeo928cfZ1Q

11. Wenn Sie die hier gezeigten base64url-verschlüsselten Werte anhand Ihrer eigenen Tools abgeleitet haben, können Sie diese verwenden, um die E2E-Verschlüsselung und die verifizierte Identität Ihrer Geräte zu sichern.

12. Dieses Beispiel wird nicht wirklich funktionieren, aber im nächsten Schritt würden Sie im nächsten Schritt die oben erstellte JWE-Datei als Eingabe für das xcommand auf dem Gerät verwenden, das das Zertifikat hinzufügt:

    xCommand Security Certificates Add eyJhbGciOiJkaXIiLCJjaXNjby1hY3Rpb24iOiJhZGQiLCJjaXNjby1rZGYiOnsic2FsdCI6IjVlWlRDQVA0TV9ZIiwidmVyc2lvbiI6IjEifSwiZW5jIjoiQTEyOEdDTSJ..9NLNd3V9Te68tkpWD.f5lLVuWNfKfmzYCo1YJfODhQ.PE-wDFWGXFFBeo928cfZ1Q