Linux加密框架的实现与硬件加密支持解析

"Linux加密框架设计与实现.pdf" 本文档详细介绍了Linux内核中的加密框架，这是内核安全子系统的关键组成部分。加密框架的设计基于面向对象的思想，具有高度的对象抽象和封装，展示了作者在架构设计上的专业技能。文档内容涵盖了从基础概念到具体实现的多个方面，包括算法模板、HMAC、authenc以及硬件加密支持等。 1. **算法模板**： - 模板基本概念：算法模板是加密框架的核心，它允许动态生成算法，如cbc(des)，这是通过将cbc模板与des算法组合实现的。通过这种抽象，可以将不同的加密算法灵活组合，便于管理和注册。 2. **HMAC（Hash-based Message Authentication Code）**： - 算法模板的注册与注销：HMAC的实现涉及到模板的注册和注销操作，确保算法的正确使用和内存管理。 - 算法实例的分配：HMAC需要分配特定的算法实例来执行计算。 - 密钥设置：在HMAC中，密钥的设置是关键步骤，用于生成和验证消息认证码。 - 数据验证：HMAC用于验证数据的完整性和来源，通过比较计算的HMAC值和预期值来确认。 3. **authenc**： - 注册算法模板：authenc模式需要注册相应的算法模板，以便内核能够识别和支持。 - 算法实例的分配：在处理加密和认证操作时，需要分配算法实例。 - cbc算法模板：authenc模式可能涉及到cbc模式的使用，如在加密和解密过程中。 - spawn机制：authenc的spawn用于创建新的加密任务或流程。 - 加密和解密：authenc模式详细解释了如何执行加密和解密操作。 4. **硬件加密支持**： - 设备及算法初始化：硬件加速加密通常涉及特定设备的初始化和算法配置。 - tfm（Transform）初始化：这是加密操作的基础，tfm代表了加密算法的实例。 - 设置密钥：硬件加密设备需要正确设置密钥才能工作。 - 加密和解密：硬件支持的加密框架提供了加密和解密的接口，利用硬件加速提高性能。 5. **其他重要概念**： - TFM（Transform）分配：TFM是加密操作的基本单元，用于表示特定算法的实例。 - 孵化（spawn）：这是加密框架中创建新加密任务的过程。 - authenc的spawn：authenc模式下，spawn用于创建加密和认证的上下文。 - crypto_lookup_skcipher：查找和选择合适的块加密算法。 - crypto_aead_setauthsize：设置认证数据的大小。 - crypto_aead_setkey：设置用于AEAD（Authenticated Encryption with Associated Data）算法的密钥。 这篇文档深入剖析了Linux内核加密框架的设计和实现，为理解加密操作在内核级别的工作原理提供了宝贵资料，对于系统开发者和安全研究人员来说具有很高的参考价值。