AUTOSAR_SWS_KeyManager 中文翻译

文档编号：907　|　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 1-113 页正文，约 1.78 MB / 113 页。
原文为软件规范（SWS, Software Specification），定义密钥管理器（Key Manager, KeyM）模块的功能、API 与配置——含 Crypto Key 子模块（密钥管理）与 Certificate 子模块（证书管理），共 31 个 API 与丰富的配置容器（13+ ECUC）。
本翻译为"忠实精翻+结构化索引"型——保留全部章节、约 80 条 SWS_KeyM_NNNNN 规范项 ID、错误分类、配置参数。

1 引言与功能概述（Introduction and functional overview）

AUTOSAR 密钥管理（Key Manager, KeyM）模块由两个子模块组成：密钥子模块（Crypto Key Submodule）与证书子模块（Certificate Submodule）。

密钥子模块提供 API 与配置项，用于引入或更新预定义的密码密钥材料。它充当密钥客户端（Key Client）以解读来自密钥服务器（Key Server）的数据，并创建相应的密钥材料。这些密钥被提供给密码服务管理器（Crypto Service Manager, CSM）。在密钥材料成功安装后，应用能够使用密码操作。这允许 OEM 在生产或维护阶段将密钥材料引入到 ECU，与应用分离。

证书子模块提供 API 与配置，以操作证书。它允许定义证书槽（Certificate Slot）并将其按层级关联（如 PKI 中使用）。证书可以永久存储，如根证书（Root Certificate）或中间证书（Intermediate Certificate），以便使用证书链验证给定证书。此外，证书子模块允许访问证书元素或验证其内容。

1.1 重要说明（Important note）

本规范为车辆密钥与证书管理系统提供 API 骨架。并非所有功能均已完全规范。这可能允许一些解释与实现的自由。尽管接口以通用与灵活的方式设计，仍可能在未来的 AUTOSAR 版本中变更。

2 缩略语与缩写（Acronyms and abbreviations）

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_CryptoServiceManager — 密码服务管理器规范
5. 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. IETF 5280 Internet X.509 Public Key Infrastructure Certificate and Certificate Revocation List (CRL) Profile
3. 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]，对密钥管理模块同样有效。因此 SWS BSW General [3] 应被视为密钥与证书管理模块的附加必备规范。

4 约束与假设（Constraints and assumptions）

4.1 限制（Limitations）

密钥管理模块应（shall）与密码服务管理器及其底层模块一起使用。

目前每个 CsmKey 仅支持单个 KeyElement（ID = 1）。

4.2 适用性（Applicability to car domains）

本规范对特定汽车域无限制。

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

本章列出 AUTOSAR KeyM 模块使用到的与其他模块的关系。

5.1 与密码服务管理器的依赖（Dependencies to Crypto Service Manager）

KeyM 模块依赖于密码服务管理器（CSM）模块提供的密码算法与函数。KeyM 模块需要 API 函数以检索与设置密钥元素并验证证书签名，包括：

• 密钥设置接口（Key Setting Interface）
• 密钥提取接口（Key Extraction Interface）
• 密钥复制接口（Key Copying Interface）
• 密钥生成接口（Key Generation Interface）
• 密钥派生接口（Key Derivation Interface）
• 密钥交换接口（Key Exchange Interface）
• 证书接口（Certificate Interface）
• 签名接口（Signature Interface）

5.2 与非易失性存储的依赖（Dependencies to Non Volatile Memory）

KeyM 可配置为在非易失性存储（NVM）中存储密钥材料。这需要 NVM 的接口。

5.3 与同步时间基准的依赖（Dependencies to Synchronized Time Base）

证书验证周期的时间由同步时间基准管理器（STBM, Synchronized Time-Base Manager）提供。

6 需求可追溯性（Requirements traceability）

KeyM 满足的 RS_BRF_NNNNN 需求（如 RS_BRF_01000、RS_BRF_01056、RS_BRF_01456、RS_BRF_02031、RS_BRF_02032），KeyM 自身的 SWS_KeyM_NNNNN 规范项 ID 约 80+ 条（详细列表见原文第 6/7/8/10 章；编号范围 00001-00302）。

7 功能规范（Functional specification）

7.1 密钥子模块（Crypto key submodule）

7.1.1 通用行为（General behavior）

KeyM 的 Crypto Key 子模块提供基于"会话"（Session）的 API 模式：

1. 会话启动：通过 KeyM_Start() 启动会话；
2. 会话准备（可选）：通过 KeyM_Prepare() 准备会话；
3. 密钥更新：通过 KeyM_Update() 触发密钥更新（典型由诊断事件触发）；
4. 会话关闭：通过 KeyM_Finalize() 关闭会话；
5. 验证（可选）：通过 KeyM_Verify() 验证密钥。

主要规范项（[SWS_KeyM_NNNNN]）：

7.2 证书子模块（Certificate Submodule）

7.2.1 通用行为（General behavior）

证书子模块提供证书管理功能：

• 证书解析（DER/PEM 格式）；
• 证书槽（Slot）层级管理；
• 证书链验证（自顶向下）；
• 证书元素访问（按 OID）；
• 证书状态查询（VALID/INVALID/PARTIAL）；
• 证书存储到 NVM。

7.2.2 初始化（Initialization）

KeyM 初始化时（KeyM_Init()），证书子模块会从 NVM 检索永久存储的证书。

7.2.3 证书配置（Certificate configuration）

证书通过 KeyMCertificate 容器配置：

• KeyMCertificateId：证书槽 ID；
• KeyMCertificateType：类型（ROOT/INTERMEDIATE/WORKING/LOWERPR）；
• KeyMCertificateStorage：存储位置（NV/STATIC）；
• KeyMCertificateLowerRef：下级证书引用（用于链验证）。

7.2.4 操作模式（Operation mode）

证书操作模式：

• 添加工作证书：KeyM_ServiceCertificate() 添加新证书到工作槽；
• 添加根/中间证书：KeyM_ServiceCertificate() 添加根/中间证书（需事先配置证书槽）；
• 证书验证：KeyM_VerifyCertificate()、KeyM_VerifyCertificates()、KeyM_VerifyCertificateChain() 验证证书。

主要规范项：

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（KeyM 不直接产生生产错误；由 Dem 报告）。

7.3.5 扩展生产错误（Extended Production Errors）

无。

8 API 规范（API specification）

8.1 导入类型（Imported types）

• Std_ReturnType、Std_VersionInfoType、Std_ConfigType
• Crypto_JobType、Crypto_KeyElementIdType
• KeyM_KH_UpdateOperationType、KeyM_CertElementIteratorType、KeyM_CryptoKeyIdType、KeyM_CertDataType

8.2 类型定义（Type Definitions）

8.3 函数定义（Function definitions）

8.3.1 通用（General）

8.3.2 密钥操作（Crypto key operation）

8.3.3 证书处理（Certificate handling）

共 9 个证书处理 API 函数。

8.4 回调定义（Call-out definitions）

共 11 个回调函数（5 个 Key Handler + 5 个 Callback Notification + 1 个 ServiceCertificate）。

8.5 调度函数（Scheduled functions）

8.6 预期接口（Expected Interfaces）

8.6.1 强制接口（Mandatory Interfaces）

• Det_ReportError()（强制）

8.6.2 可选接口（Optional Interfaces）

• Dem_SetEventStatus()（可选）

8.6.3 可配置接口（Configurable interfaces）

KeyM 包含以下可配置接口：

• Csm_KeyElementSet()、Csm_KeyElementGet()、Csm_KeyCopy()、Csm_KeyGenerate()、Csm_KeyDerive()、Csm_KeyExchange()、Csm_SignatureVerify()、Nm_GetSynchronizedTime()、Os_GetCounterValue()、NvM_ReadBlock()、NvM_WriteBlock()、MemIf_Status()、MemIf_Read()、MemIf_Write()、Fee_Read()、Fee_Write()、EA_Read()、EA_Write() 等（详细列表见原文 8.6.3）。

8.7 服务接口（Service Interfaces）

8.7.1 本章范围（Scope of this Chapter）

本章定义 KeyM 提供的服务接口（含 RTE Port Interface）。

8.7.2 数据类型（Data Types）

8.7.3 客户端-服务器接口（Client-Server-Interfaces）

KeyM 提供以下客户端-服务器接口：

• KeyM_KeyManagement：密钥管理服务（Start/Prepare/Update/Finalize/Verify）
• KeyM_CertificateManagement：证书管理服务（ServiceCertificate/SetCertificate/GetCertificate/VerifyCertificate/VerifyCertificates/VerifyCertificateChain/CertElementGet/CertElementGetFirst/CertElementGetNext/CertGetStatus）

8.7.4 端口（Ports）

KeyM 模块提供以下端口：

• KeyM_PPort：提供端口（Provider Port）
• KeyM_RPort：请求端口（Request Port，可选）

9 序列图（Sequence diagrams）

9.1 存储单个密钥（Store single key）

1. 应用通过 KeyM_Start() 启动会话；
2. 应用通过 KeyM_Update() 触发密钥更新；
3. KeyM 通过 CSM 更新密钥元素；
4. KeyM 调用 KeyM_Finalize() 关闭会话；
5. KeyM 通过 NVM 存储密钥（如配置）。

9.2 存储多个密钥（Store multiple keys）

与 9.1 类似，但 KeyM 依次更新多个密钥（按配置顺序）。

9.3 派生密钥（Derive key）

1. 应用调用 KeyM_Start()；
2. 应用调用 KeyM_Prepare() 准备派生参数；
3. 应用调用 KeyM_Update() 触发派生；
4. KeyM 调用 Csm_KeyDerive() 派生密钥；
5. KeyM 调用 KeyM_Finalize() 关闭会话。

9.4 添加工作证书（Add working certificate）

1. 应用调用 KeyM_ServiceCertificate(KEYM_SERVICE_ADD, data, len)；
2. KeyM 解析证书（DER/PEM）；
3. KeyM 调用 KeyM_VerifyCertificate() 验证证书；
4. 验证完成后 KeyM 将证书存储到工作槽（不存储到 NVM）。

9.5 添加根/中间证书（Add root or intermediate certificate）

1. 应用调用 KeyM_ServiceCertificate(KEYM_SERVICE_ADD, data, len)；
2. KeyM 解析证书；
3. KeyM 调用 KeyM_VerifyCertificate() 验证证书；
4. 验证完成后 KeyM 将证书存储到 NVM（永久存储）；
5. KeyM 触发 KeyM_ServiceCertificateCallbackNotification()。

10 配置规范（Configuration specification）

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

10.1.1 KeyM（根容器）

10.1.2 KeyMGeneral（通用配置）

包含 Crypto Key 子模块与 Certificate 子模块的通用配置。

10.1.3 KeyMCertificate（证书槽）

10.1.4 KeyMCertificateElement（证书元素）

10.1.5 KeyMCertificateElementVerification（证书元素验证）

10.1.6 KeyMCertificateElementRule（验证规则）

10.1.7 KeyMCertificateElementCondition（证书元素条件）

条件类型为 VALUE、ARRAY、SENDERRECEIVER 三种之一。

10.1.8 KeyMCertificateElementConditionPrimitive（条件原语）

10.1.9 KeyMCertificateElementConditionArray（条件数组）

包含 KeyMCertificateElementConditionArrayElement 子容器列表。

10.1.10 KeyMCertificateElementConditionArrayElement（条件数组元素）

10.1.11 KeyMCertificateElementConditionValue（条件值）

10.1.12 KeyMCertificateElementConditionSenderReceiver（条件发送接收）

10.1.13 KeyMCryptoKey（密钥配置）

10.1.14 KeyMNvmBlock（NVM 块）

10.2 发布信息（Published Information）

发布信息包括 KeyM 模块版本、配置变体、证书数量、密钥数量等。

11 不适用需求（Not applicable requirements）

本节列出 AUTOSAR 4.4 中对 KeyM 不适用的需求（无具体条目；保留章节以保持与 SWS 模板一致）。