Como recuperar a chave privada RSA do blob de chave embutida?

Question

Gerei um par de chaves RSA em um cartão inteligente com as ferramentas do OpenSC e as recuperei como blob de chave criptografada criptografada com a chave DKEK:

sc-hsm-tool --create-dkek-share dkek/dkek-share-1.pbe
sc-hsm-tool --create-dkek-share dkek/dkek-share-2.pbe

sc-hsm-tool --initialize --dkek-shares 2
sc-hsm-tool --import-dkek-share dkek/dkek-share-1.pbe
sc-hsm-tool --import-dkek-share dkek/dkek-share-2.pbe
pkcs11-tool -l --pin 123456 --keypairgen --key-type rsa:2048 --id 11 --usage-sign
sc-hsm-tool --wrap-key wrap-key.bin --key-reference 1

omiti a saída dos comandos, pois tudo correu como esperado.

Agora tenho a chave criptografada no arquivo wrap-key.bin e os dkek-shares e as senhas associadas.

Eu encontrei muitos tutoriais sobre como carregar essa chave em um novo cartão inteligente (um exemplo óbvio: link ), mas eu não tenho um e ainda preciso usar a chave.

Como posso recuperá-lo? Como o DKEK é uma chave AES de 256 bits e eu tenho todos os componentes principais, isso deve ser possível, mas não sei como. Eu suponho que primeiro preciso reconstruir a chave AES dos compartilhamentos e, em seguida, recuperar os dados-chave do arquivo wrap-key.bin (algumas partes do arquivo estão em texto simples, então acho que nem todo o arquivo está criptografado), mas não consegui encontrar qualquer informação sobre isso em qualquer lugar.

EDIT: wrap-key.bin está codificado no formato ASN.1. Eu suspeito que a parte criptografada é uma Octet String no começo, no entanto eu não consigo verificá-la sem a chave.

EDIT2: As partes do DKEK são formatadas de acordo com o formato salgado link do OpenSSL, mas não consegui descriptografá-las simplesmente fornecendo senha. Talvez seja necessária alguma forma de interação com o cartão, mas duvido. Se fosse esse o caso, como isso permitiria carregar as chaves em um cartão novo, sem relação com o antigo?

    

Answer 1

Com a ajuda de Andreas Schwier do CardContact, consegui resolver o problema.

O primeiro passo é isolar a parte criptografada da chave envolvida.

Você pode consegui-lo facilmente com os utilitários openssl:

[user@localhost opensc]$ openssl asn1parse -in wrap-key.bin -inform der
    0:d=0  hl=4 l=1692 cons: SEQUENCE          
    4:d=1  hl=4 l= 971 prim: OCTET STRING      [HEX DUMP]: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  
  979:d=1  hl=2 l=  46 cons: SEQUENCE          
  981:d=2  hl=2 l=  20 cons: SEQUENCE          
  983:d=3  hl=2 l=  11 prim: UTF8STRING        :Private Key
  996:d=3  hl=2 l=   2 prim: BIT STRING        
 1000:d=3  hl=2 l=   1 prim: OCTET STRING      [HEX DUMP]:01
 1003:d=2  hl=2 l=  10 cons: SEQUENCE          
 1005:d=3  hl=2 l=   1 prim: OCTET STRING      [HEX DUMP]:11
 1008:d=3  hl=2 l=   2 prim: BIT STRING        
 1012:d=3  hl=2 l=   1 prim: INTEGER           :01
 1015:d=2  hl=2 l=  10 cons: cont [ 1 ]        
 1017:d=3  hl=2 l=   8 cons: SEQUENCE          
 1019:d=4  hl=2 l=   2 cons: SEQUENCE          
 1021:d=5  hl=2 l=   0 prim: OCTET STRING      
 1023:d=4  hl=2 l=   2 prim: INTEGER           :0800
 1027:d=1  hl=4 l= 665 cons: appl [ 7 ]        
 1031:d=2  hl=5 l= 575 cons: appl [ 33 ]       
 1036:d=3  hl=5 l= 309 cons: appl [ 78 ]       
 1041:d=4  hl=3 l=   1 prim: appl [ 41 ]       
 1045:d=4  hl=2 l=   9 prim: appl [ 2 ]        
 1056:d=4  hl=5 l= 277 cons: appl [ 73 ]       
 1061:d=5  hl=2 l=  10 prim: OBJECT            :0.4.0.127.0.7.2.2.2.1.2
 1073:d=5  hl=4 l= 256 prim: cont [ 1 ]        
 1333:d=5  hl=2 l=   3 prim: cont [ 2 ]        
 1338:d=4  hl=3 l=   9 prim: appl [ 32 ]       
 1350:d=3  hl=5 l= 256 prim: appl [ 55 ]       
 1611:d=2  hl=2 l=  16 prim: appl [ 2 ]                                                                                                                                                                        
 1629:d=2  hl=3 l=  64 prim: appl [ 55 ]                                                                                                                                                                       
[user@localhost opensc]$

A longa cadeia OCTET STRING no início contém os dados necessários. Como não precisei isolá-lo mais de uma vez, simplesmente copiei-o do terminal. A automação desse processo é deixada como um exercício para o leitor ambicioso. Por favor, note que para fins de segurança eu substituí os dados reais com bytes gerados aleatoriamente.

Para decifrar os dados, usei o SmartCard Shell e o conjunto de scripts sc-hsm-workspace.

O SmartCard Shell está disponível aqui: link

Os scripts são um pouco mais difíceis de adquirir. Você precisa de um certificado SSL carregado em um SmartCard e um navegador da Web com suporte para dispositivos de autenticação. Mais instruções estão disponíveis aqui: link

Uma vez que você tenha acesso ao Contact Card Developer Network, você criou uma conta e depois de ser aprovada pelo administrador, você pode fazer o download do conjunto de scripts sc-hsm-workspace. Defina como diretório da área de trabalho para o SmartCard Shell.

Embora nenhum dos scripts seja uma solução em si, todos os códigos necessários estão disponíveis.

Infelizmente, o código-fonte é fornecido com a cláusula Information contained in this script is confidential and released under NDA , portanto, não posso postar a solução completa, mas esse pseudo-código deve ser suficiente para recriá-lo facilmente:

getEncryptedDkekShare() {
    // Can be copy-pasted from keymanager.js
    return encdkekshare;
}

getEncryptedDkekPassword() {
    // Can be copy-pasted from keymanager.js
    return pwd;
}

getDecryptedDkekShare(encdkekshare, pwd) {
    // Can be copy-pasted from SmartCardHSM.js,
    // please note that you should change line sending 
    // decrypted data to SmartCard to simple return
    return plain.left(32);
}

// The following part can be obtained from decrypt_keyblob.js
dkekshare1= getDecryptedDkekShare(getEncryptedDkekShare(), getEncryptedDkekPassword());
dkekshare2= getDecryptedDkekShare(getEncryptedDkekShare(), getEncryptedDkekPassword());

dkek = new DKEK();
dkek.importDKEKShare(dkekshare1);
dkek.importDKEKShare(dkekshare2);

keyblob = new ByteString("65623B..."); // Encrypted data obtained from wrap-key.bin

dkek.dumpKeyBLOB(keyblob);

Aviso de segurança: a chave será despejada no console em texto simples.

Espero que a resposta forneça informações suficientes para atender aos altos padrões do StackExchange sem violar o NDA. Eu suspeito que uma solução semelhante pode ser derivada do código livre de código aberto da biblioteca OpenSC, mas usar scripts sc-hsm-workspace acabou sendo fácil, rápido e conveniente.