hc
2024-12-19 9370bb92b2d16684ee45cf24e879c93c509162da
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
#!/usr/bin/env python3
# SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
#
# Copyright (c) 2015, 2017, 2019, Linaro Limited
#
 
import sys
 
 
algo = {'TEE_ALG_RSASSA_PKCS1_PSS_MGF1_SHA256': 0x70414930,
        'TEE_ALG_RSASSA_PKCS1_V1_5_SHA256': 0x70004830}
 
 
def uuid_parse(s):
    from uuid import UUID
    return UUID(s)
 
 
def int_parse(str):
    return int(str, 0)
 
 
def get_args(logger):
    from argparse import ArgumentParser, RawDescriptionHelpFormatter
    import textwrap
    command_base = ['sign-enc', 'digest', 'stitch']
    command_aliases_digest = ['generate-digest']
    command_aliases_stitch = ['stitch-ta']
    command_aliases = command_aliases_digest + command_aliases_stitch
    command_choices = command_base + command_aliases
 
    dat = '[' + ', '.join(command_aliases_digest) + ']'
    sat = '[' + ', '.join(command_aliases_stitch) + ']'
 
    parser = ArgumentParser(
        description='Sign and encrypt (optional) a Tusted Application for' +
        ' OP-TEE.',
        usage='\n   %(prog)s command [ arguments ]\n\n'
 
        '   command:\n' +
        '     sign-enc    Generate signed and optionally encrypted loadable' +
        ' TA image file.\n' +
        '                 Takes arguments --uuid, --ta-version, --in, --out,' +
        ' --key\n' +
        '                 and --enc-key (optional).\n' +
        '     digest      Generate loadable TA binary image digest' +
        ' for offline\n' +
        '                 signing. Takes arguments --uuid, --ta-version,' +
        ' --in, --key,\n'
        '                 --enc-key (optional), --algo (optional) and' +
        ' --dig.\n' +
        '     stitch      Generate loadable signed and encrypted TA binary' +
        ' image file from\n' +
        '                 TA raw image and its signature. Takes' +
        ' arguments\n' +
        '                 --uuid, --in, --key, --enc-key (optional), --out,' +
        ' --algo (optional) and --sig.\n\n' +
        '   %(prog)s --help  show available commands and arguments\n\n',
        formatter_class=RawDescriptionHelpFormatter,
        epilog=textwrap.dedent('''\
            If no command is given, the script will default to "sign-enc".
 
            command aliases:
              The command \'digest\' can be aliased by ''' + dat + '''
              The command \'stitch\' can be aliased by ''' + sat + '\n' + '''
            example offline signing command using OpenSSL for algorithm
            TEE_ALG_RSASSA_PKCS1_PSS_MGF1_SHA256:
              base64 -d <UUID>.dig | \\
              openssl pkeyutl -sign -inkey <KEYFILE>.pem \\
                  -pkeyopt digest:sha256 -pkeyopt rsa_padding_mode:pss \\
                  -pkeyopt rsa_pss_saltlen:digest \\
                  -pkeyopt rsa_mgf1_md:sha256 | \\
              base64 > <UUID>.sig\n
            example offline signing command using OpenSSL for algorithm
            TEE_ALG_RSASSA_PKCS1_V1_5_SHA256:
              base64 -d <UUID>.dig | \\
              openssl pkeyutl -sign -inkey <KEYFILE>.pem \\
                  -pkeyopt digest:sha256 -pkeyopt rsa_padding_mode:pkcs1 | \\
              base64 > <UUID>.sig
            '''))
 
    parser.add_argument(
        'command', choices=command_choices, nargs='?',
        default='sign-enc',
        help='Command, one of [' + ', '.join(command_base) + ']')
    parser.add_argument('--uuid', required=True,
                        type=uuid_parse, help='String UUID of the TA')
    parser.add_argument('--key', required=True,
                        help='Name of signing key file (PEM format)')
    parser.add_argument('--enc-key', required=False,
                        help='Encryption key string')
    parser.add_argument(
        '--ta-version', required=False, type=int_parse, default=0,
        help='TA version stored as a 32-bit unsigned integer and used for\n' +
        'rollback protection of TA install in the secure database.\n' +
        'Defaults to 0.')
    parser.add_argument(
        '--sig', required=False, dest='sigf',
        help='Name of signature input file, defaults to <UUID>.sig')
    parser.add_argument(
        '--dig', required=False, dest='digf',
        help='Name of digest output file, defaults to <UUID>.dig')
    parser.add_argument(
        '--in', required=True, dest='inf',
        help='Name of application input file, defaults to <UUID>.stripped.elf')
    parser.add_argument(
        '--out', required=False, dest='outf',
        help='Name of application output file, defaults to <UUID>.ta')
    parser.add_argument('--algo', required=False, choices=list(algo.keys()),
                        default='TEE_ALG_RSASSA_PKCS1_PSS_MGF1_SHA256',
                        help='The hash and signature algorithm, ' +
                        'defaults to TEE_ALG_RSASSA_PKCS1_PSS_MGF1_SHA256. ' +
                        'Allowed values are: ' +
                        ', '.join(list(algo.keys())), metavar='')
 
    parsed = parser.parse_args()
 
    # Check parameter combinations
 
    if parsed.digf is None and \
       parsed.outf is not None and \
       parsed.command in ['digest'] + command_aliases_digest:
        logger.error('A digest was requested, but argument --out was given.' +
                     '  Did you mean:\n  ' +
                     parser.prog+' --dig ' + parsed.outf + ' ...')
        sys.exit(1)
 
    if parsed.digf is not None \
       and parsed.outf is not None \
       and parsed.command in ['digest'] + command_aliases_digest:
        logger.warn('A digest was requested, but arguments --dig and ' +
                    '--out were given.\n' +
                    '  --out will be ignored.')
 
    # Set defaults for optional arguments.
 
    if parsed.sigf is None:
        parsed.sigf = str(parsed.uuid)+'.sig'
    if parsed.digf is None:
        parsed.digf = str(parsed.uuid)+'.dig'
    if parsed.inf is None:
        parsed.inf = str(parsed.uuid)+'.stripped.elf'
    if parsed.outf is None:
        parsed.outf = str(parsed.uuid)+'.ta'
 
    return parsed
 
 
def main():
    try:
        from Cryptodome.Signature import pss
        from Cryptodome.Signature import pkcs1_15
        from Cryptodome.Hash import SHA256
        from Cryptodome.PublicKey import RSA
    except ImportError:
        from Crypto.Signature import pss
        from Crypto.Signature import pkcs1_15
        from Crypto.Hash import SHA256
        from Crypto.PublicKey import RSA
    import base64
    import logging
    import os
    import struct
 
    logging.basicConfig()
    logger = logging.getLogger(os.path.basename(__file__))
 
    args = get_args(logger)
 
    with open(args.key, 'rb') as f:
        key = RSA.importKey(f.read())
 
    with open(args.inf, 'rb') as f:
        img = f.read()
 
    h = SHA256.new()
 
    digest_len = h.digest_size
    sig_len = key.size_in_bytes()
 
    img_size = len(img)
 
    hdr_version = args.ta_version  # struct shdr_bootstrap_ta::ta_version
 
    magic = 0x4f545348   # SHDR_MAGIC
    if args.enc_key:
        img_type = 2         # SHDR_ENCRYPTED_TA
    else:
        img_type = 1         # SHDR_BOOTSTRAP_TA
 
    shdr = struct.pack('<IIIIHH',
                       magic, img_type, img_size, algo[args.algo],
                       digest_len, sig_len)
    shdr_uuid = args.uuid.bytes
    shdr_version = struct.pack('<I', hdr_version)
 
    if args.enc_key:
        from Cryptodome.Cipher import AES
        cipher = AES.new(bytearray.fromhex(args.enc_key), AES.MODE_GCM)
        ciphertext, tag = cipher.encrypt_and_digest(img)
 
        enc_algo = 0x40000810  # TEE_ALG_AES_GCM
        flags = 0              # SHDR_ENC_KEY_DEV_SPECIFIC
        ehdr = struct.pack('<IIHH',
                           enc_algo, flags, len(cipher.nonce), len(tag))
 
    h.update(shdr)
    h.update(shdr_uuid)
    h.update(shdr_version)
    if args.enc_key:
        h.update(ehdr)
        h.update(cipher.nonce)
        h.update(tag)
    h.update(img)
    img_digest = h.digest()
 
    def write_image_with_signature(sig):
        with open(args.outf, 'wb') as f:
            f.write(shdr)
            f.write(img_digest)
            f.write(sig)
            f.write(shdr_uuid)
            f.write(shdr_version)
            if args.enc_key:
                f.write(ehdr)
                f.write(cipher.nonce)
                f.write(tag)
                f.write(ciphertext)
            else:
                f.write(img)
 
    def sign_encrypt_ta():
        if not key.has_private():
            logger.error('Provided key cannot be used for signing, ' +
                         'please use offline-signing mode.')
            sys.exit(1)
        else:
            signer = pss.new(key)
            sig = signer.sign(h)
            if len(sig) != sig_len:
                raise Exception(("Actual signature length is not equal to ",
                                 "the computed one: {} != {}").
                                format(len(sig), sig_len))
            write_image_with_signature(sig)
            logger.info('Successfully signed application.')
 
    def generate_digest():
        with open(args.digf, 'wb+') as digfile:
            digfile.write(base64.b64encode(img_digest))
 
    def stitch_ta():
        try:
            with open(args.sigf, 'r') as sigfile:
                sig = base64.b64decode(sigfile.read())
        except IOError:
            if not os.path.exists(args.digf):
                generate_digest()
            logger.error('No signature file found. Please sign\n %s\n' +
                         'offline and place the signature at \n %s\n' +
                         'or pass a different location ' +
                         'using the --sig argument.\n',
                         args.digf, args.sigf)
            sys.exit(1)
        else:
            if args.algo == 'TEE_ALG_RSASSA_PKCS1_PSS_MGF1_SHA256':
                verifier = pss.new(key)
            elif args.algo == 'TEE_ALG_RSASSA_PKCS1_V1_5_SHA256':
                verifier = pkcs1_15.new(key)
            try:
                verifier.verify(h, sig)
                write_image_with_signature(sig)
                logger.info('Successfully applied signature.')
            except ValueError:
                logger.error('Verification failed, ignoring given signature.')
                sys.exit(1)
 
    # dispatch command
    {
        'sign-enc': sign_encrypt_ta,
        'digest': generate_digest,
        'generate-digest': generate_digest,
        'stitch': stitch_ta,
        'stitch-ta': stitch_ta
    }.get(args.command, 'sign_encrypt_ta')()
 
 
if __name__ == "__main__":
    main()