MAC_encrypt

Module Node.js pour le chiffrement AES-CMAC et le calcul de tags MAC (Message Authentication Code) sur des trames CAN/Ethernet, dans le cadre du protocole SHE (Secure Hardware Extension) défini par AUTOSAR.

Description

mac_encrypt fournit les fonctionnalités suivantes :

• Reconstruction de trames CAN à partir de leurs champs (type, FreshValue, payload, MSB, LSB, padding) pour trois types de trames :
• FVSyncFrame (Sync) : trame de synchronisation du compteur anti-rejeu
• FVReSyncFrame (ReSync) : trame de re-synchronisation contenant 6 FreshValues concaténés
• SC_FD (Secured Container) : trame sécurisée contenant le payload applicatif
• Chiffrement AES-CMAC (encrypt_Frame) : calcul du MAC complet (16 octets) d'une trame reconstruite avec une clé AES-CMAC
• Vérification de MAC (verifyMac) : comparaison du tMAC (8 premiers octets du MAC) avec le tMAC attendu
• Key Derivation Function (KDF) : dérivation de clé via la fonction de compression Miyaguchi-Preneel

Installation

npm install mac_encrypt

Dépendances

| Module | Version | Description | |--------|---------|-------------| | aes-js | ^3.1.2 | Implémentation AES en JavaScript | | node-aes-cmac | ^0.1.1 | Implémentation AES-CMAC | | miyaguchipreneel | ^1.1.4 | Fonction de compression Miyaguchi-Preneel |

Utilisation

const MAC_encrypt = require('mac_encrypt');

// Paramètres d'une trame SC_FD
var type = '0x453';
var name = 'USM_A101SC_FD';
var fv = Buffer.from('000005d4be4e', 'hex');
var msb = Buffer.from('000005d4', 'hex');
var lsb = Buffer.from('be4e', 'hex');
var payload = Buffer.from('00045308f1171567a02af6', 'hex');
var pad = Buffer.from('000000', 'hex');
var tMAC = Buffer.from('0b2c4e4388cd84b6', 'hex');

// Instanciation
var mac = new MAC_encrypt(type, name, '', 'USM', '16', tMAC, fv, payload, msb, lsb, pad);

// Reconstruction de la trame
var frame = mac.buildFrame();
// => Buffer: 045300045308f1171567a02af6000005be4e

// Chiffrement AES-CMAC
var bufferKey = Buffer.from('10357f020289ad8f512662ba988f1111', 'hex');
var cipheredFrame = mac.encrypt_Frame(frame, bufferKey);
// => Buffer de 16 octets (MAC complet)

// Vérification du tMAC (8 premiers octets)
var isValid = mac.verifyMac(bufferKey);
// => true

Constructeur

new MAC_encrypt(type, name, timestamp, ecuName, dlc, tmac, fv, payload, msb, lsb, pad)

| Paramètre | Type | Description | |-----------|------|-------------| | type | String | Identifiant CAN de la trame (ex: '0x453' ou '453') | | name | String | Nom de la trame (doit contenir Sync, ReSync ou SC_FD) | | timestamp | String | Horodatage de la trame | | ecuName | String | Nom de l'ECU émettrice | | dlc | String/Buffer | Data Length Code | | tmac | String/Buffer | tMAC attendu (8 octets) | | fv | Buffer | FreshValue / compteur anti-rejeu | | payload | Buffer | Données applicatives de la trame | | msb | Buffer | 4 octets MSB du FreshValue complet | | lsb | Buffer | 2 octets LSB du FreshValue complet | | pad | Buffer | Octets de padding |

Méthodes

| Méthode | Description | |---------|-------------| | buildFrame() | Reconstruit le message à chiffrer selon le type de trame | | encrypt_Frame(msg, key) | Calcule le MAC AES-CMAC complet (16 octets) | | verifyMac(key) | Vérifie que le tMAC correspond aux 8 premiers octets du MAC calculé | | KDF(k) | Dérive une clé via Miyaguchi-Preneel (protocole SHE) |

Tests

Les tests sont écrits avec Jest et couvrent 27 cas de test répartis en trois catégories :

Lancer les tests

npm test

Catégories de tests

Construction de trames (buildFrame) — Tests 001 à 006

Vérifient la reconstruction correcte des messages pour chaque type de trame (ReSync, Sync, SC_FD), avec et sans le préfixe 0x sur l'identifiant CAN.

| Test | Description | |------|-------------| | MAC_encrypt-001 | buildFrame ReSync (0x id) | | MAC_encrypt-002 | buildFrame Sync (0x id) | | MAC_encrypt-003 | buildFrame SC_FD (0x type) | | MAC_encrypt-004 | buildFrame ReSync (no 0x type) | | MAC_encrypt-005 | buildFrame Sync (no 0x type) | | MAC_encrypt-006 | buildFrame SC_FD (no 0x type) |

Chiffrement de trames (encrypt_Frame) — Tests 007 à 012

Vérifient que le MAC AES-CMAC calculé correspond aux valeurs attendues pour chaque type de trame.

| Test | Description | |------|-------------| | MAC_encrypt-007 | cipher ReSync frame (0x id) | | MAC_encrypt-008 | cipher ReSync frame (no 0x type) | | MAC_encrypt-009 | cipher Sync frame (0x type) | | MAC_encrypt-010 | cipher Sync frame (no 0x type) | | MAC_encrypt-011 | cipher SC_FD frame (0x type) | | MAC_encrypt-012 | cipher SC_FD frame (no 0x type) |

Vérification de MAC (verifyMac) — Tests 013 à 027

Testent la vérification du tMAC sur des trames réelles capturées (SC_FD, Sync, ReSync) pour différentes ECU (BCM, CDM, ATCU, ADAS, PWT, ECM).

| Test | Description | |------|-------------| | MAC_encrypt-013 | verify MAC for ciphered SC_FD frame | | MAC_encrypt-014 | verify MAC for ciphered Sync frame (CDM) | | MAC_encrypt-015 | verify MAC for ciphered ReSync frame (CDM) | | MAC_encrypt-016 | verify MAC for ciphered SC_FD frame | | MAC_encrypt-017 | verify MAC for ciphered Sync frame (CDM) | | MAC_encrypt-018 | verify MAC for ciphered ReSync frame (CDM) | | MAC_encrypt-019 | verify MAC for ciphered ReSync frame (CDM) | | MAC_encrypt-020 | verify MAC for ciphered Sync frame (CDM) | | MAC_encrypt-021 | verify MAC for ciphered ReSync frame (ADAS) | | MAC_encrypt-022 | verify MAC for ciphered Sync frame (CDM) | | MAC_encrypt-023 | verify MAC for ciphered Sync frame (CDM) | | MAC_encrypt-024 | verify MAC for ciphered Sync frame (ECM) (type 0x) | | MAC_encrypt-025 | verify MAC for ciphered ECM (type 0x) | | MAC_encrypt-026 | verify MAC for ciphered Sync frame (ECM) (type 0x) | | MAC_encrypt-027 | verify MAC for ciphered Sync frame (PWT) #1 (type 0x) |

Structure du projet

MAC_encrypt/
├── MAC_encrypt.js   # Module principal
├── test.js          # Suite de tests Jest (27 tests)
├── package.json     # Métadonnées npm et dépendances
├── LICENSE          # Licence MIT
└── README.md        # Ce fichier

Liens utiles

• Dépôt Git : https://gitlabee.dt.renault.com/mac/mac_encrypt
• Wiki : https://gitlabee.dt.renault.com/mac/mac_encrypt/-/wikis/MAC_encrypt
• Issues : https://gitlabee.dt.renault.com/mac/mac_encrypt/-/issues
• Spécification SHE AUTOSAR : https://www.autosar.org/standards/classic-platform (SHE - Secure Hardware Extension)
• AES-CMAC (RFC 4493) : https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc4493
• Jest : https://jestjs.io/

Auteur

Rémi COHEN-SCALI

Licence

MIT