最近在做车载嵌入式中的网络安全学习和开发。
想起来很久没更新博客了，做一下学习记录。
背景
网络安全涉及的模块众多，加密栈Csm，CryIf，Crypto，KeyM，SecOC，IdsM，DCM(UDS29)，以及以太网涉及的模块TLS，IPsec。因为是首次开发，基本是一边读官方文档一边整理的。本文章基于R25-11官方文档，主要针对CP架构。
随着汽车智能化的发展，对于车内零部件的安全威胁也越来越多。因此近几年对车载网络安全的要求也越来越高，更是作为汽车发展白皮书要求之一。
架构
首先从架构入手，加密栈模块（CSM，CryIf，Crypto, KeyM）作为基础加密模块为其他模块及应用模块提供加密服务。
从Autosar官方文档的架构中可以看出，CSM 是提供密码学功能的服务模块，底层依托密码驱动程序；该密码驱动可基于软件函数库实现(CryptoSW)，也可调用硬件密码模块(HSM)，同时支持搭载多组密码驱动的混合部署方案。CSM 通过密码接口层（CRYIF）调用各类密码驱动，封装了底层的实际加密方式，抽象为统一的接口，对底层的实现其实是未知的，这使得上层模块可以专注于加密服务管理的实现。
模块简介
CSM
CSM 的核心职责是对各类密码服务进行调度与优先级管控，并调用密码接口层（CryIf）执行后续运算；
CSM 通过对密码原语（CsmPrimitives）进行静态配置来定义各类密码运算。该密码原语会分配至一项任务配置（CsmJob），任务配置可设定更多属性，例如任务优先级、同步 / 异步执行模式，以及本次运算所需使用的密钥。
密钥始终存储在密码驱动内部，CSM 仅持有该密钥的引用标识
将密钥与密码原语解耦，能够实现密码运算接口和密钥管理接口的分离。如此一来，应用程序可专注于所需的密码运算（如消息认证码的计算与校验），而密钥管理器则在系统配置阶段统一提供密钥资源。
CSM 的应用程序接口（API）大致分为两类：直调接口（主要用于密钥管理）与基于任务的接口（主要用于密码运算）。
- 直调接口通过密钥单元完成配置；
- 而基于任务的接口则依托任务配置项及其关联的密码原语（CsmPrimitive）完成配置。
若调用基于任务的接口函数，凡是在 Crypto_JobType 任务结构体中已存在等效配置项的入参，接口函数会直接忽略外部传入的对应参数。
直调接口的函数与密码接口层（CryIf）、密码驱动的函数一一对应，且仅支持同步调用。CSM 会将应用传入的参数直接转发至对应的 CryIf 函数。
基于任务的接口使用 Crypto_JobType 任务结构体，该结构体包含静态参数、动态参数以及各类结构体引用，能够向密码驱动提供执行该项密码任务所需的全部信息。所有使用任务机制的密码服务均复用该结构体。CSM 会将一项服务所需的全部参数封装至该结构体成员中，随后调用 CryIf；再由 CryIf 调用已配置好的对应密码驱动。
密码服务信息、密码算法簇与算法模式对应的参数，共同指定密码驱动中将要执行的具体密码算法
CryIf
CryIf 提供标准化接口统一管理各类硬件、软件密码方案。作为抽象层，它屏蔽了软硬件不同的访问机制，因此密码接口层的实现与底层密码驱动解耦 —— 底层驱动既可以硬件实现，也可以软件实现。CryIf将密码请求调度至对应密码驱动，分发至预先静态绑定该服务的密码驱动实例。
KeyM
密钥管理模块大致分为两个子模块：密码密钥子模块与证书子模块。
密码密钥子模块主要用于和密钥配置主体（密钥主设备）交互，由该主体发起密钥生成操作，或是直接下发密钥原始数据。生成 / 下发的密钥会关联至 CSM 的密码密钥对象，可存储在专用非易失性存储区块中，也能作为对应密码驱动的密钥进行保存。
证书子模块支持对证书链进行配置，并提供证书存储与校验接口。证书内包含的公钥可进一步绑定到 CSM 密钥对象，供各类密码任务调用使用。
密码密钥子模块
密码密钥子模块负责为电子控制单元（ECU）完成密码密钥原始数据的初始化、更新与维护工作。
典型应用场景：为车载安全通信分发密钥，相关密钥需下发至所有参与通信的电子控制单元。这类密钥会关联到 CSM 密钥对象，而 CSM 密钥又绑定密码任务，用于安全 I-PDU 报文的身份认证。
因此从建模设计角度，必须将密钥主设备下发的密钥绑定至对应安全 I-PDU 所用的 CSM 密钥与密码任务，这一步至关重要。该流程属于整车级统一工作，所有相关电子控制单元均需执行相同配置，而支撑该流程正是密码密钥子模块的核心功能之一。
密钥主设备有两种部署形式：
- 一种是集成于整车内部（例如某专用 ECU），在车内统筹完成密钥生成；
- 另一种是云端后台系统，由云端生成密钥原始数据，并通过安全通道向各 ECU 下发所需密钥数据。
密钥主设备与密码密钥子模块之间的数据交互，通常会直接或间接借助诊断指令实现
证书管理子模块
密钥管理模块（KeyM）的证书子模块功能，可为基础软件模块与软件组件提供统一的证书处理入口，使其更高效地执行各类证书相关操作，该模块集成于 AUTOSAR 软件架构体系内。
典型操作包括完整证书链校验、提取运行时加载并完成校验的证书内部字段等。
证书签名校验等底层密码运算，仍交由密码服务管理器（CSM）中定义的关联密码任务执行。证书的安全存储可选用 CSM 的密钥存储区域，例如可将根证书存放至硬件安全模块（HSM）内部。
2026/07/10
未完待续~