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JWEフォーマットの使用方法

このセクションでは、証明書とキーからブロブを作成する独自のツールを構築できるように、デバイスへの入力としてJWEがどのように作成されるかを説明します。

JSON ウェブ暗号化 (JWE) https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7516 と JSON ウェブ署名 (JWS) https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc7515 を参照してください。

JWE BLOBを作成するには、JSONドキュメントのコンパクトシリアル化を使用します。 JWE BLOBを作成するときに含める必要があるパラメータは次のとおりです。

• JOSEヘッダー（保護されています）。 JSONオブジェクトの署名と暗号化ヘッダーには、次のキーと値のペアを含める必要があります。

  • 「alg」:「dir」

    ペイロードの暗号化にはダイレクトアルゴリズムしかサポートされていません。デバイスの初期クライアントシークレットを使用する必要があります。

  • 「enc」: "A128GCM」または「enc」:「A256GCM」

    私たちはこれら2つの暗号化アルゴリズムをサポートしています。

  • 「cisco-action」:「add」または「cisco-action」:「populate」または「cisco-action」:「アクティブ化」 または 「cisco-action」:「非アクティブ化」

    これは独自のキーで、取ることができる4つの値です。 このキーは、暗号化されたデータの目的を対象のデバイスに知らせるために導入されました。 値は、暗号化されたデータを使用するデバイス上のxAPIコマンドにちなんで名付けられます。

    将来のJWE拡張機能との潜在的な衝突を軽減するために、これをcisco-actionと名付けました。

  • 「cisco-kdf」: {「バージョン」:「1",「salt」:「base64 URLエンコードランダム4+バイト」}

    もう一つの専有鍵。 私たちはあなたが提供した値をデバイス上のキー導出の入力として使用します。 バージョンは1（キー導出関数のバージョン）でなければなりません。 saltの値は、4バイト以上のbase64でURLエンコードされたシーケンスでなければなりません。ランダムに選択する必要があります。

• JWE暗号化キー。 このフィールドは空です。 デバイスは最初のClientSecretからそれを取得します。

• JWE 初期化ベクトル。 ペイロードを解読するには、base64urlでエンコードされた初期化ベクトルを指定する必要があります。 IVはランダムな12バイトの値でなければなりません（私たちはAES-GCM暗号ファミリーを使用しており、IVの長さは12バイトでなければなりません）。

• JWE AAD（追加の認証データ）。 コンパクトシリアル化ではサポートされていないため、このフィールドは省略してください。

• JWE暗号文：これは、秘密にしておきたい暗号化されたペイロードです。

  ペイロードは空かもしれません。 たとえば、クライアントシークレットをリセットするには、空の値で上書きする必要があります。

  ペイロードには、デバイスで何をしようとしているかに応じて、さまざまなタイプがあります。 xAPIコマンドが異なれば、必要なペイロードも異なります。次のように、cisco-actionキーでペイロードの目的を指定する必要があります。

  • 「cisco-action」:「populate」 では、暗号文が新しいクライアントシークレットになります。

  • 「「cisco-action」: "add」 を使うと、暗号文は証明書とその秘密鍵（連結された）を含むPEMブロブになります。

  • 「「cisco-action」: "activate」 では、暗号文はデバイスの身元確認のために有効にする証明書のフィンガープリント（sha-1の16進表現）です。

  • 「「cisco-action」: "deactivate" の場合、暗号文はデバイスの本人確認に使用されないようにする証明書のフィンガープリント（sha-1の16進表現）です。

• JWE認証タグ:このフィールドには、コンパクトにシリアル化されたJWEブロブ全体の整合性を確認するための認証タグが含まれています

ClientSecretから暗号化キーを取得する方法

シークレットを最初に入力した後は、シークレットをプレーンテキストとして受け入れたり、出力したりしません。 これは、デバイスにアクセスする可能性のある誰かによる潜在的な辞書攻撃を防ぐためです。

デバイスソフトウェアは、クライアントシークレットをキー派生関数（kdf）への入力として使用し、派生キーを使用してデバイス上のコンテンツの復号化/暗号化を行います。

これがあなたにとって意味することは、JWE BLOBを作成するツールが同じ手順に従って、クライアントシークレットから同じ暗号化/復号化キーを取得する必要があるということです。

デバイスはキーの導出にscryptを使用し（https://en.wikipedia.org/wiki/Scrypt を参照）、次のパラメータを指定します。

• コストファクター（N）は32768です

• ブロックサイズ係数 (r) は8です

• 並列化係数 (p) は1です

• Saltは4バイト以上のランダムなシーケンスです。cisco-kdfパラメータを指定するときは、これと同じソルトを指定する必要があります。

• キーの長さは16バイト（AES-GCM 128アルゴリズムを選択した場合）または32バイト（AES-GCM 256アルゴリズムを選択した場合）です

• 最大メモリの上限は64MBです

このパラメータセットは、デバイスのキー導出機能と互換性のあるscryptの唯一の設定です。 デバイス上のこのkdfは 「バージョン」:「1"と呼ばれ、現在cisco-kdfパラメータが使用している唯一のバージョンです。

作業例

これは、JWE暗号化プロセスがデバイスで作成したプロセスと同じように機能することを確認するための例です。

シナリオ例は、デバイスにPEMブロブを追加することです（完全なcert +キーの代わりに非常に短い文字列で証明書を追加することを模倣しています）。 この例のクライアントシークレットはossifrageです。

1. 暗号化暗号を選んでください。 この例では、A128GCM（ガロアカウンターモードの128ビットキーのAES）を使用しています。 必要に応じて、ツールにA256GCMを使用することもできます。

2. 塩を選んでください（少なくとも4バイトのランダムなシーケンスでなければなりません）。 この例では (16進バイト) E5 E6 53 08 03 F8 33 F6を使用しています。 base64urlはシーケンスをエンコードして5eztcap4M_Yを取得します（base64のパディングを削除してください）。

3. コンテンツ暗号化キー（cek）を作成するためのscrypt呼び出しの例を次に示します。

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

   派生キーは次のように16バイト（16進数）でなければなりません。95 9e ba 6d d1 22 01 05 78 fe 6a 9d 22 78 ff ac。base64urlは lz66bdeiaqv4_mqdinj_RA にエンコードします。

4. 初期化ベクトルとして使用する12バイトのランダムなシーケンスを選択してください。 この例では (hex) 34 b3 5d dd 5f 5f 53 7b af 2d 92 95 83を使用しており、base64urlはnlnd3v9te68Tkpwdにエンコードします。

5. コンパクトなシリアル化でJOSEヘッダーを作成し（ここで使用したのと同じパラメーターの順序に従います）、それをbase64urlエンコードします。

   {"alg」: "dir」, "cisco-action」: "add」, "cisco-kdf」: {"salt」: "5eztcap4M_Y」, "version」: "1"}," enc」: "A128GCM"}

   base64urlでエンコードされたJOSEヘッダーは、eyjhbgcioijzgqilcjjaxnjby1rpb24ioijhzgqilcjaxnjby1rzgyionsic2fsdci6ijvlldqva0tv9ziiwidmvyc2lvbii6ijeifswiz5jijoiqteyoeddtsjです 9

   これがJWEブロブの最初の要素になります。

6. JWE暗号化キーを提供していないため、JWEブロブの2番目の要素は空です。

7. JWEブロブの3番目の要素は、初期化ベクトルnlnd3v9te68tkPwdです。

8. JWE暗号化ツールを使って、暗号化されたペイロードとタグを作成してください。 この例では、暗号化されていないペイロードは偽のPEM BLOBになります。これはPEMファイルです

   使用すべき暗号化パラメータは次のとおりです。

   • ペイロード、これはPEMファイルです

   • 暗号化暗号はAES 128 GCMです

   • 追加の認証データ（AAD）としてbase64urlでエンコードされたJOSEヘッダーです

   base64urlは暗号化されたペイロードをエンコードします。その結果、f5llvuwnfkfmzyco1YJFODHQになるはずです

   これはJWEブロブの4番目の要素（JWE暗号文）です。

9. base64urlは、手順8で作成したタグをエンコードします。これにより、pe-wdfwgxffbeo928cfz1Qになるはずです

   これはJWEブロブの5番目の要素です。

10. JWEブロブの5つの要素をドット（JoseHeader.. iv.CipherText.tag）で連結すると、次のようになります。

    Eyjhbgcioijkaxiilcjaxnjby1HY3RPB24ioijhzgqilcjaxnjby1rzgyionsic2fsdci6ijvlwlrdqva0TV9ZIIWIDMVYC2LVBII6IJEIFSWIZW5JOIQTEYOEDDSJ.. 9nlnd3v9te68tkpwd.f5llvuwnfkfmzyco1yjfodhq.pe-wdfwgxffbeo928cfz1Q

11. ここに示したのと同じbase64urlでエンコードされた値を、独自のツールを使用して導き出した場合は、それらを使用してデバイスのE2E暗号化と検証済みIDを保護する準備が整いました。

12. この例は実際には機能しませんが、原則として、次のステップは、証明書を追加するデバイス上のxcommandへの入力として、上記で作成したJWE BLOBを使用することです。

    コマンドセキュリティ証明書を追加 eyjhbgcioijkaxiilcjaxnjby1hy3rpb24ioijhzgqilcjaxnjby1rzgyionsic2fsdci6ijvlldqva0tv9ziiwidmvyc2lvbii6ijeifswizw5jijoiqteyoeddtsj.. 9nnnlnd3v9te68tkpwd.f5llvuwnfkfmzyco1yjfodhq.pe-wdfwgxffbeo928cfz1Q