介绍

架构

硬件加密引擎驱动程序遵循 Linux 的加密子系统。Linux 加密子系统提供了一套丰富的加密算法，以及其他数据转换机制和调用这些机制的方法。Linux 加密提供了用于内核接口和用户空间的 API。

加密引擎软件架构如下图所示。

加密引擎软件架构包含以下几个部分：

• 加密驱动程序 加密驱动程序。它包含两个部分：

  • hash: 加密哈希函数。

  • AES: 加密 AES 函数。

• 加密核心 加密子系统核心驱动程序。

  • Hash: 加密核心哈希函数算法。

  • Skcipher: 加密核心对称密钥密码算法。

  • AEAD: 加密核心带关联数据的认证加密算法。

  • Cryptographic API: 用于算法的加密 API（即低级 API）。

• 应用 使用用户空间。

参考 crypto v5.4 或者 crypto v6.6 以获得更多细节。

实现

加密引擎驱动程序实现在以下文件：

文件	描述
<linux>/drivers/rtkdrivers/crypto/Kconfig	加密引擎驱动程序 Kconfig
<linux>/drivers/rtkdrivers/crypto/Makefile	加密引擎驱动程序 Makefile
<linux>/drivers/rtkdrivers/crypto/realtek-hash.c	哈希函数
<linux>/drivers/rtkdrivers/crypto/realtek-hash.h	哈希相关的函数声明、宏定义、结构定义以及其他引用的头文件
<linux>/drivers/rtkdrivers/crypto/realtek-aes.c	AES函数
<linux>/drivers/rtkdrivers/crypto/realtek-aes.h	AES相关的函数声明、宏定义、结构定义以及其他引用的头文件
<linux>/drivers/rtkdrivers/crypto/realtek-crypto.h	加密通用相关的函数声明、宏定义、结构定义以及其他引用的头文件

配置

设备树配置

哈希设备树节点：

hash: hash@400C8000 {
   compatible = "realtek,ameba-hash";
   reg = <0x400C8000 0x2000>;
   interrupts = <GIC_SPI 37 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
};

哈希的设备树配置如下所列。

属性	描述	可配置
compatible	哈希驱动的描述。默认值： realtek, ameba-hash	否
reg	哈希设备的硬件地址和大小。默认值： <0x400C8000 0x2000>	否
interrupts	哈希设备的GIC编号。默认值： <GIC_SPI 37 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>	否

AES 设备树节点：

aes: aes@400C0000 {
   compatible = "realtek,amebad2-aes";
   reg = <0x400C0000 0x2000>;
   interrupts = <GIC_SPI 36 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
};

AES 的设备树配置如下所列。

属性	描述	可配置
compatible	AES驱动的描述，默认值： realtek,ameba-aes.	否
reg	AES设备的硬件地址和大小。 默认值： <0x400C0000 0x2000>	否
interrupts	AES设备的GIC编号。默认值： <GIC_SPI 36 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>	否

编译配置

按需求选择 Device Drivers > Drivers for Realtek > Crypto Drivers > Hash driver and/or AES driver 。

APIs

用户空间 APIs

无。

内核空间 APIs

哈希 APIs

项	描述
crypto_register_ahash	向加密子系统注册异步哈希算法
1crypto_unregister_ahash	从加密子系统注销异步哈希算法
crypto_alloc_ahash	分配一个异步哈希密码句柄
crypto_free_ahash	清零并释放异步哈希句柄
ahash_request_alloc	分配请求数据结构
ahash_request_free	清零并释放请求数据结构
ahash_request_set_callback	设置异步回调函数
ahash_request_set_crypt	设置数据缓存
crypto_ahash_setkey	为加密句柄设置密钥
crypto_ahash_init	初始化消息摘要句柄
crypto_ahash_update	将数据添加到消息摘要进行处理
crypto_ahash_final	计算消息摘要
crypto_ahash_finup	更新并最终确定消息摘要
crypto_ahash_digest	计算缓冲区的消息摘要
crypto_ahash_export	提取当前消息摘要状态
crypto_ahash_import	导入消息摘要状态

对称密钥加密接口

项	描述
crypto_register_algs	将一系列加密算法注册到加密子系统
crypto_register_alg	将一个加密算法注册到加密子系统
crypto_unregister_algs	从加密子系统中注销一系列加密算法
crypto_unregister_alg	从加密子系统中注销一个加密算法
crypto_alloc_skcipher	分配一个对称密钥加密句柄
crypto_free_skcipher	将加密句柄归零并释放
skcipher_request_alloc	分配请求数据结构
skcipher_request_free	将请求数据结构归零并释放
crypto_skcipher_setkey	为加密设置密钥
skcipher_request_set_callback	设置加密回调函数
skcipher_request_set_crypt	设置数据缓存
crypto_skcipher_encrypt	执行加密操作
crypto_skcipher_decrypt	执行解密操作

AEAD 加密接口

项	描述
crypto_register_aead	向加密子系统注册一个 AEAD（带关联数据的认证加密）密码算法
crypto_unregister_aead	从加密子系统中注销一个 AEAD 密码算法
crypto_alloc_aead	分配一个 AEAD 密钥密码句柄
crypto_free_aead	将 AEAD 句柄清零并释放
aead_request_alloc	分配请求数据结构
aead_request_free	将请求数据结构清零并释放
crypto_aead_setkey	为 AEAD 密码设置密钥
aead_request_set_callback	设置 AEAD 回调函数
aead_request_set_crypt	设置数据缓存
aead_request_set_ad	设置关联数据信息
crypto_aead_encrypt	执行 AEAD 加密操作
crypto_aead_decrypt	执行 AEAD 解密操作

内核空间的加密演示位于 <test>/crypto 。