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济南Linux系统上QingTian Enclave应用的开发

来源: 发布时间:2024-06-19 61 次浏览

QingTian Enclave SDK由一系列开源库组成,以便您开发自己的QingTian Enc

QingTian Enclave SDK

QingTian Enclave SDK由一系列开源库组成,以便您开发自己的QingTian Enclave应用程序。其中包括QingTian安全模块(QingTian Security Module,QTSM)提供的qtsm-lib函数库。此外,SDK集成了KMS接口,该接口内置了获取证明文档及调用华为云KMS相关服务的功能。在典型使用案例里,我们描述了在QingTian Enclave调用KMS解密接口的实例。

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表1 接口介绍

类型

接口

接口描述

libqtsm接口

qtsm_describe_pcr

查询指定index的PCR数据信息

qtsm_extend_pcr

扩展指定index对应的PCR值

qtsm_lock_pcr

锁定指定index的PCR数据信息

qtsm_lock_pcrs

批量锁定指定index对应的PCR值

qtsm_get_describe

获取qtsm信息

qtsm_get_attestation

获取Attestation Doc

qtsm_get_random

获取硬件随机数

KMS接口

kms_generate_datakey_blocking

生成新的密钥对,获取公钥与私钥

kms_generate_datakey_blocking_with_proxy

集成qtproxy代理的密钥对获取接口

kms_gen_random_blocking

获取随机数

kms_gen_random_blocking_with_proxy

集成qtproxy代理的随机数获取接口

kms_decrypt_data_blocking

解密数据

kms_decrypt_data_blocking_with_proxy

集成qtproxy代理的解密数据接口

源码可以在开源仓库https://gitee.com/HuaweiCloudDeveloper/huawei-qingtian/tree/master/enclave免费获取,您可以基于测试示例开发自己的QingTian Enclave应用程序。

Vsock通信实例

本节主要通过vsock示例来介绍如何在Linux环境下开发QingTian Enclave应用程序。本节中提供的vsock程序只支持在Linux环境下运行。

通过该vsock程序,可以帮助开发者了解到父虚拟机和QingTian Enclave间如何进行消息传递从而实现双方交互。该vsock程序带有Server和Client参数,通过指定该参数可以指定父虚拟机或者QingTian Enclave虚拟机扮演相应角色。在该vsock程序中,客户端程序会发送一段简单的文本信息通过vsock通道传递给服务端程序,同时服务端程序会监听相应的vsock通道,一旦收到来自客户端的消息后,会将其收到的消息打印在终端界面上。

在下面介绍中,我们将说明如何让QingTian Enclave扮演服务端等待并接收来自客户端父虚拟机的hello world信息:

编写一个SocketCommunication.py程序:

#!/usr/local/env python3

import argparse

import socket

import sys

CID_DEFAULT = 3

PORT_DEFAULT = 9999

TIMEOUT = 5

BLACKLOG_DEFAULT = 5

class Client:

    def __init__(self, cid, port):

        self.clientAddr = (cid, port)

        self.connect()

    def connect(self):

        self.socket = socket.socket(socket.AF_VSOCK, socket.SOCK_STREAM)

        self.socket.settimeout(TIMEOUT)

        print("connecting to the server")

        try:

            self.socket.connect(self.clientAddr)

        except socket.error:

            print("client's socket connection err")

            sys.exit(1)

    def send(self, msg):

        print("client sends hello to the server")

        self.socket.sendall(msg)

    def disconnect(self):

        self.socket.close()

    def receiveData(self):

        while True:

            try:

                message = self.socket.recv().decode()

            except (socket.error, UnicodeDecodeError):

                break

            if message:

                print(message, end = " ", flush = True)

        print()

def clientHandler(args):

    client = Client(args.cid, args.port)

    message = "Hello world"

    client.send(message.encode())

    client.disconnect()

class Server:

    def __init__(self, port):

        self.socket = socket.socket(socket.AF_VSOCK, socket.SOCK_STREAM)

        self.serverAddr = (socket.VMADDR_CID_ANY, port)

        self.socket.bind(self.serverAddr)

        self.socket.listen(BLACKLOG_DEFAULT)

    def receiveData(self):

        while True:

            print("waiting for a connection")

            (conn, clientAddr) = self.socket.accept()

            try:

                print("connection from ", clientAddr)

                while True:

                    try:

                        data = conn.recv(256).decode()

                    except (socket.error, UnicodeDecodeError):

                        break

                    if data:

                        print("data: ", data)

                    else:

                        print("connection close")

                        break

            finally:

                conn.close()

def serverHandler(args):

    server = Server(args.port)

    server.receiveData()

def main():

    parser = argparse.ArgumentParser(description = "Hello world demo", prog='SocketCommunication')

    subparsers = parser.add_subparsers(description = "Communication roles")

    parserClient = subparsers.add_parser("Client", description = "Client",

                                        help = "Communicate with server using a given cid and port.")

    parserClient.add_argument("-c", "--cid", default = CID_DEFAULT, type = int, help = "Client's Cid")

    parserClient.add_argument("-p", "--port", default = PORT_DEFAULT, type = int, help = "Client's port")

    parserClient.set_defaults(func = clientHandler)

    parserServer = subparsers.add_parser("Server", description = "Server", help = "Listen on a given port")

    parserServer.add_argument("-p", "--port", default = PORT_DEFAULT, type = int, help = "Server's Port")

    parserServer.set_defaults(func = serverHandler)

    if len(sys.argv) < 2:

        parser.print_usage()

        sys.exit(1)

    args = parser.parse_args()

    args.func(args)

if __name__ == "__main__":

    main()

创建一个Dockerfile文件,内容如下:

#start the Docker image from ubuntu

FROM ubuntu AS base-img

WORKDIR /home/builder

# COPY vsocket example

COPY . vsocket

# install relative dependencies

RUN apt-get update && \

    apt-get install python3 -y && \

    apt-get install gcc -y && \

    apt-get install gawk -y

# Launch a client

CMD ["python3", "/home/builder/vsocket/SocketCommunication.py","Server","-p 9999"]

构建docker镜像:

sudo docker build -t vsock-sample-client -f Dockerfile .

将docker镜像转化为QingTian Enclave镜像:

qt enclave make-img --docker-uri vsock-sample-client --eif vsock_sample.eif

使用vsock_sample.eif以debug模式启动QingTian Enclave:

qt enclave start --cpus 2 --mem 4096 --eif vsock_sample.eif --debug-mode --cid 4

然后使用qt enclave console命令查看QingTian Enclave内只读终端输出:

qt enclave console --enclave-id 0

waiting for a connection

然后另起一个父虚拟机终端,启动客户端程序:

python3 SocketCommunication.py Client -c 4 -p 9999

当服务端程序收到来着vsock的消息后,会打印如下消息到终端上:

connection from  (3, 4180219645)

data:  Hello world

connection close

waiting for a connection

libqtsm与SDK使用示例

本节主要基于开源示例代码来介绍如何在QingTian Enclave应用程序中使用libqtsm与SDK接口。本节中提供的示例程序只支持在Linux环境下运行。

安装libqtsm开发包:

yum install libqtsm-devel

获取开源示例代码,拷贝至enclave镜像创建环境中,地址如下:

https://gitee.com/HuaweiCloudDeveloper/huawei-qingtian/tree/master/enclave/qtsm

创建一个Dockerfile文件,内容如下:

# start the Docker image from ubuntu

FROM ubuntu AS base-img

WORKDIR /home/builder

# COPY libqtsm example

COPY ./qtsm qtsm_tests/

# install relative dependencies

RUN apt-get update && \

    apt-get install gcc -y && \

    apt-get install make -y && \

    apt-get install libssl-dev -y && \

    apt-get install libglib2.0-dev -y && \

    apt-get install curl -y && \

    apt-get install libcurl4-openssl-dev –y  && \

    apt-get install -y libcbor-dev && \

    apt-get install -y libjson-c-dev

# build a test demo

RUN cd qtsm_tests/tests/ && \

       make

RUN cp /home/builder/qtsm_tests/tests/gtest_libqtsm /root/

# Launch a client

CMD "/root/gtest_libqtsm"

构建docker镜像,将docker镜像装换为enclave镜像并启动enclave。

获取SDK接口的开源示例代码,地址如下:

https://gitee.com/HuaweiCloudDeveloper/huawei-qingtian/tree/master/enclave/qtsm-sdk-c/samples



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