she_encrypt

v2.2.3

Published

12 days ago

Cryptographic function for ciphering SHE commands args (M1-M3/M4-M5)

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rcohenscali

SHE MAC AUTOSAR AES CMAC

SHE_encrypt

Description

Package NodeJS implémentant le protocole SHE (Secure Hardware Extension) Key Update conforme aux spécifications AUTOSAR. Il permet de calculer les registres de commande SHE (M1/M2/M3 et M4/M5) nécessaires au provisionnement des clés cryptographiques (Kmaster et Kmac) dans les ECU automobiles.

Le calcul repose sur :

Miyaguchi-Preneel (fonction de compression pour la dérivation de clés)
AES-128 CBC/ECB (chiffrement)
AES-CMAC (authentification par MAC)

Composants

| Fichier | Description | |---|---| | SHE_encrypt.js | Classe principale exposant l'API de calcul SHE | | bin/generate_she.js | Commande CLI pour générer les messages SHE | | usage_help.json | Texte d'aide de la CLI (partagé avec les tests) | | test.js | Tests unitaires de la classe SHE_encrypt | | test.ts | Tests d'intégration de la commande generate_she.js |

Registres SHE calculés

Les registres de commande SHE pour le provisionnement de clé sont :

M1 = UID | SheID | AuthID
M2 = AES_CBC_K1(CID | FID | padding | Knew)
M3 = AES-CMAC_K2(M1 | M2)
M4 = M1 | AES_ECB_K3(CID | padding)
M5 = AES-CMAC_K4(M4)

Où K1 à K4 sont dérivées via Miyaguchi-Preneel à partir de Kmaster/Knew et de constantes SHE.

Installation

npm install

Utilisation

API programmatique

const SHE = require('./SHE_encrypt.js');

// Paramètres
var is_k_mac = true;                                          // true pour Kmac, false pour Kmaster
var k_master = Buffer.from("0153F7000099ED9F320451AA8A7D9707", 'hex');
var key      = Buffer.from("10357F020289AD8F512662BA988F1111", 'hex');
var cid      = 0x200104E;
var channel  = 1;                                             // canal 1 à 5 (pour Kmac uniquement)

var she = new SHE(is_k_mac, k_master, key, cid, channel);

// Résultats
console.log("M1 =", she.M1.toString('hex'));
console.log("M2 =", she.M2.toString('hex'));
console.log("M3 =", she.M3.toString('hex'));
console.log("M4 =", she.M4.toString('hex'));
console.log("M5 =", she.M5.toString('hex'));

Méthodes exposées :

KDF_ENC(key) — Dérivation de clé pour le chiffrement
KDF_MAC(key) — Dérivation de clé pour le MAC
build_M2(cid, key, is_k_mac) — Construction de M2 en clair
encrypt_M2(m2, key) — Chiffrement de M2
build_M3(m1, m2, key) — Calcul de M3 (CMAC)
build_M4(is_k_mac, cid, key) — Construction de M4
build_M5(m4, key) — Calcul de M5 (CMAC)
keyConfirmation(key) — Confirmation de clé

Ligne de commande

# Afficher l'aide
node ./bin/generate_she.js -h

# Générer un Kmaster (provisionnement de clé maître)
node ./bin/generate_she.js \
  -k A123456789B123456789C123456789D1 \
  -m 1F987654321E987654321D987654321C \
  -c 0x2000001

# Générer un Kmac sur le canal 1
node ./bin/generate_she.js -K \
  -k 123456789B123456789C123456789D12 \
  -m A123456789B123456789C123456789D1 \
  -c 0x2000002 -C 1

# Mode verbeux
node ./bin/generate_she.js -v -K \
  -k 123456789B123456789C123456789D12 \
  -m A123456789B123456789C123456789D1 \
  -c 0x2000002 -C 1

Options de la CLI

| Option | Description | |---|---| | -h, --help | Afficher l'aide | | -v, --verbose | Augmenter la verbosité (cumulable) | | -K, --iskmac | Générer un Kmac au lieu d'un Kmaster | | -k, --key <key> | Clé à provisionner (hex, 128 bits) | | -m, --master <kmaster> | Clé Kmaster d'authentification (hex, 128 bits) | | -c, --cid <cid> | Counter ID (décimal ou hexadécimal avec préfixe 0x) | | -C, --channel <n> | Canal Kmac (1 à 5) |

Exemple de sortie

CID      = 33554433 (0x2000001)
M1       = 00000000000000000000000000000011
M2       = c44f5059d23ce5fd079a19cc8b1b5804aacc41183dc38b140c392f16a21c2a92
M3       = fff0a3eb96f502d96e64edac0bc338a2
M4       = 00000000000000000000000000000011a7e57c5f614167ee29e745c8777632e4
M5       = 8ceef7c0a4aa4bef36762e0de066d8db
M1|M2|M3 = 00000000000000000000000000000011 c44f5059d23ce5fd079a19cc8b1b5804aacc41183dc38b140c392f16a21c2a92 fff0a3eb96f502d96e64edac0bc338a2
M4|M5    = 00000000000000000000000000000011a7e57c5f614167ee29e745c8777632e4 8ceef7c0a4aa4bef36762e0de066d8db

Tests

Les tests utilisent Jest et sont répartis en deux fichiers :

test.js — Tests unitaires de la classe SHE_encrypt (KDF, chiffrement, calcul des registres M1-M5, confirmation de clé, cas d'erreur)
test.ts — Tests d'intégration de la commande generate_she.js (aide, génération Kmaster/Kmac, canaux, options longues, cas d'erreur CLI)

Exécuter les tests

# Lancer tous les tests avec couverture de code
npm test

# Lancer uniquement les tests unitaires
npx jest test.js

# Lancer uniquement les tests d'intégration
npx jest test.ts

# Lancer un test spécifique
npx jest -t "TSHEEncNom001"

# Debug d'un test
npm run dbgtest

Couverture de code

La couverture est collectée sur SHE_encrypt.js et générée dans le répertoire coverage/. Après exécution des tests, ouvrir coverage/lcov-report/index.html pour consulter le rapport.

Structure du projet

SHE_encrypt/
├── SHE_encrypt.js          # Classe principale
├── bin/
│   └── generate_she.js     # Commande CLI
├── usage_help.json          # Texte d'aide (partagé CLI/tests)
├── test.js                  # Tests unitaires
├── test.ts                  # Tests d'intégration
├── package.json
├── LICENSE
└── coverage/                # Rapports de couverture (généré)

Dépendances

| Package | Rôle | |---|---| | aes-js | Implémentation AES en JavaScript (CBC/ECB) | | node-aes-cmac | Calcul AES-CMAC | | miyaguchipreneel | Fonction de compression Miyaguchi-Preneel | | posix-getopt | Parsing des options CLI (style POSIX) | | printf | Formatage de chaînes (style C) | | jest | Framework de tests |

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