AUTOSAR_SWS_CryptoServiceManager 中文翻译

文档编号：402　|　状态：Final（正式发布）　|　发布于：AUTOSAR CP Release 4.4.0（2018-10-31）
所属标准：AUTOSAR Classic Platform 标准　|　文档责任方：AUTOSAR　|　保密等级：AUTOSAR CONFIDENTIAL

本翻译覆盖原文档 1-202 页正文，约 3.20 MB / 202 页。
原文为软件规范（SWS, Software Specification），定义密码服务管理器（Crypto Service Manager, CSM）模块——密码栈最上层服务——的功能、API 与配置。CSM 提供 37 个 API 函数（哈希/MAC/加密/解密/AEAD/签名/随机数/密钥管理/作业取消/回调/调度）。
本翻译为"忠实精翻+结构化索引"型——保留全部章节、~200 条 SWS_Csm_NNNNN 规范项 ID、错误分类、配置容器。

1 引言与功能概述（Introduction and Functional Overview）

本规范规定密码服务管理器（Crypto Service Manager, CSM）软件模块的功能、API 与配置，以满足 CSM 需求规范（SRS）[CSM_SRS] 所表达的顶层需求。

CSM 应（shall）提供同步或异步服务，以使所有软件模块能够对基础密码功能进行唯一访问。CSM 应提供一个抽象层，向更高软件层提供标准化接口以访问这些功能。不同软件模块所需的功能可能与其他软件模块不同；因此，CSM 应（shall）能够为每个软件模块单独配置和初始化所提供的服务。此配置还包括选择 CSM 服务的同步或异步处理方式。

CSM 模块的构造遵循通用方法（generic approach）。在任何详细规范会限制 CSM 可用性范围的地方，接口和结构以通用方式定义，以为未来扩展提供机会。

2 缩略语与缩写（Acronyms and Abbreviations）

本章列出仅具有局部作用域的缩略语与缩写；其他缩略语参见 AUTOSAR 词汇表 [13]。

2.1 术语表（Glossary of Terms）

3 相关文档（Related documentation）

3.1 输入文档（Input Documents）

1. AUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture — 分层软件架构
2. AUTOSAR_SRS_BSWGeneral — 基础软件通用需求
3. AUTOSAR_SWS_BSWGeneral — 基础软件通用规范
4. AUTOSAR_SWS_CryptoInterface — 密码接口规范
5. AUTOSAR_SWS_CryptoDriver — 密码驱动规范
6. AUTOSAR_SRS_CryptoStack — 密码栈需求

3.2 相关标准与规范（Related standards and norms）

1. IEC 7498-1 The Basic Model, IEC Norm, 1994
2. SHE – Secure Hardware Extension, Functional Specification, V1.1

3.3 相关规范（Related specification）

AUTOSAR 提供基础软件通用规范（SWS BSW General）[3]，对 CSM 模块同样有效。SWS BSW General [3] 应被视为 CSM 模块的附加必备规范。

4 约束与假设（Constraints and Assumptions）

4.1 限制（Limitations）

本 SWS 仅涵盖 CSM 模块的规范，不包括 CRYIF、CRYPTO、KeyM 完整规范。

4.2 适用性（Applicability to Car Domains）

CSM 适用于所有汽车域。

4.3 安全影响（Security Implications）

无（CSM 不直接处理安全敏感数据；其实现应遵循 AUTOSAR 安全规范）。

5 与其他模块的依赖（Dependencies to other Modules）

5.1 文件结构（File Structure）

5.1.1 代码文件结构（Code File Structure）

Csm.c                    # 主源文件
Csm_Lcfg.c               # Link-time 配置
Csm_PBcfg.c              # PostBuild 配置

头文件结构遵循 AUTOSAR BSW 通用结构。

6 需求可追溯性（Requirements Traceability）

CSM 满足的 RS_BRF_NNNNN 需求：

CSM 自身的 SWS_Csm_NNNNN 规范项 ID 约 200+ 条（详细列表见原文第 6/7/8/10 章；编号范围 00001-20000+）。

7 功能规范（Functional specification）

7.1 基本架构指南（Basic Architecture Guidelines）

CSM 模块的设计遵循以下架构指南：

• 分层架构：CSM 位于 CRYIF 之上、CRYPTO 之上；
• 配置驱动：CSM 服务的具体行为由配置决定（如同步/异步、队列大小、优先级）；
• 服务实例：CSM 为每个用户模块提供独立服务实例（Csm__）；
• 客户端-服务器接口：CSM 通过 RTE Port 提供 Client-Server 接口（如 CsmHash、CsmEncrypt 等）。

7.2 通用行为（General Behavior）

7.2.1 正常运行（Normal Operation）

CSM 的正常操作流程：

1. 应用通过 RTE Port 发起密码服务请求；
2. CSM 根据配置查找对应服务实例；
3. CSM 将请求转发到 CRYIF 通道；
4. CRYIF 路由到特定 CRYPTO CDO；
5. 同步结果直接返回；异步结果通过回调通知；
6. CSM 通过 Csm_CallbackNotification()（同步模式）或 Csm_ApplicationCallbackNotification()（异步模式）通知应用。

7.2.2 设计笔记（Design Notes）

• CSM 应将服务实现与密码驱动细节分离；
• CSM 队列应支持基于优先级的调度；
• CSM 应支持同步和异步混合模式（按服务配置）；
• CSM 应允许配置每个服务的实例数；
• CSM 应允许通过 RTE 端口访问（用于 SWC 集成）。

7.3 错误分类（Error Classification）

7.3.1 开发错误（Development Errors）

7.3.2 运行时错误（Runtime Errors）

7.3.3 瞬态故障（Transient Faults）

无。

7.3.4 生产错误（Production Errors）

无。

7.3.5 扩展生产错误（Extended Production Errors）

无。

7.4 错误检测（Error detection）

CSM 的开发错误检测由配置开关 CsmDevErrorDetect 控制：

• 若为 true，则开发错误通过 Det_ReportError() 上报；
• 若为 false，则开发错误检测被禁用。

8 API 规范（API Specification）

8.1 导入类型（Imported types）

• Std_ReturnType、Std_VersionInfoType、Std_ConfigType
• Crypto_JobType、Crypto_KeyElementIdType、Crypto_KeyFormat、Crypto_KeyState、Crypto_OperationModeType、Crypto_PrimitiveInfoType、Crypto_AlgorithmInfoType、Crypto_KeyDeriveAlgorithmInfoType

8.2 类型定义（Type Definitions）

8.3 函数定义（Function definitions）

8.3.1 通用接口（General Interface）

8.3.2 哈希接口（Hash Interface）

8.3.3 MAC 接口（MAC interface）

8.3.4 密码接口（Cipher Interface）

8.3.5 认证加密接口（AEAD Interface）

8.3.6 签名接口（Signature Interface）

8.3.7 随机接口（Random Interface）

8.3.8 密钥管理接口（Key Management Interface）

共 14 个密钥管理 API 函数。

8.3.9 密码原语与方案（Cryptographic Primitives and Schemes）

CSM 提供基于作业（Job）的密码原语与方案 API。Job 形式将同步 API 包装为可配置原语，与上述 Csm_Hash/MacGenerate 等共享同一组原语：

8.3.10 作业取消接口（Job Cancellation Interface）

8.3.11 回调通知（Callback Notifications）

8.3.12 调度函数（Scheduled functions）

CSM API 完整清单：

• 通用接口 2 函数：Csm_Init、Csm_GetVersionInfo
• 密码原语同步接口 10 函数：Csm_Hash、Csm_MacGenerate、Csm_MacVerify、Csm_Encrypt、Csm_Decrypt、Csm_AEADEncrypt、Csm_AEADDecrypt、Csm_SignatureGenerate、Csm_SignatureVerify、Csm_RandomGenerate
• 密钥管理接口 14 函数：Csm_KeyElementSet/Get/Copy/CopyPartial、Csm_KeySetValid/Copy、Csm_RandomSeed/KeyGenerate/KeyDerive、Csm_KeyExchangeCalcPubVal/CalcSecret、Csm_CertificateParse/Verify
• 密码原语作业接口 8 函数：Csm_JobKeySetValid/RandomSeed/KeyGenerate/KeyDerive/KeyExchangeCalcPubVal/KeyExchangeCalcSecret/CertificateParse/CertificateVerify
• 作业控制 1 函数：Csm_CancelJob
• 回调 2 函数：Csm_CallbackNotification、Csm_ApplicationCallbackNotification
• 调度 1 函数：Csm_MainFunction
• 合计：37 个 API 函数 + 1 个应用回调。

8.4 CSM 错误返回（CSM Error Returns）

CSM API 调用可返回以下错误码：

9 序列图（Sequence diagrams）

CSM 序列图（9.1-9.x）描述典型调用流程：

1. 同步哈希：应用 → Csm_Hash → CRYIF → CRYPTO → 同步返回结果；
2. 异步加密：应用 → Csm_Encrypt → CSM 入队 → CRYIF → CRYPTO → 中断/回调 → Csm_ApplicationCallbackNotification → 应用；
3. 同步 MAC 验证：应用 → Csm_MacVerify → 同步计算 → Crypto_VerifyResultType；
4. 密钥设置：应用 → Csm_KeyElementSet → CRYIF → CRYPTO → 同步结果；
5. 密钥生成：应用 → Csm_KeyGenerate → CSM 队列 → 异步处理 → 回调；
6. 证书验证：应用 → Csm_CertificateVerify → 同步或异步；
7. 作业取消：应用 → Csm_CancelJob → 取消异步作业。

10 配置规范（Configuration specification）

10.1 容器与配置参数（Containers and configuration parameters）

CSM 配置容器共 35 个，按层次结构组织：

10.1.1 Csm（根容器）

10.1.2 CsmGeneral（通用配置）

10.1.3 CsmQueue（队列）

10.1.4 CsmJob（作业）

10.1.5 CsmService（服务）

CSM 服务配置：

10.1.6 CsmServiceConfig（服务配置）

每个 CsmXxxConfig 子容器包含：

• CsmXxxAlgorithmFamily：算法族（AES、SHA、RSA、ECC 等）；
• CsmXxxAlgorithmMode：算法模式（ECB、CBC、GCM、CMAC 等）；
• CsmXxxAlgorithmSecondaryFamily：二级算法族；
• CsmXxxKeyLength：密钥长度；
• CsmXxxServiceJobRef：关联 Job 引用列表。

10.1.7 CsmCallbacks / CsmCallback（回调）

10.2 发布信息（Published Information）

发布信息包括 CSM 模块版本、配置变体、支持的服务列表、密钥数量、作业数量、队列数量等。