# littlefs-ss

**Repository Path**: seraph-hh/littlefs-ss

## Basic Information

- **Project Name**: littlefs-ss
- **Description**: 嵌入式系统经常需要文件系统来存储数据，littlefs是一个很好的选择，可是对于基于数据隐私的需求，我们需要将数据以安全的方式存储起来，防止别人轻易的读取到明文。
由于littlefs良好的接口设计，我们只需要稍微修改下它的provided就可以无缝切换至安全secure-storage。
- **Primary Language**: C
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 1
- **Created**: 2023-04-19
- **Last Updated**: 2023-12-19

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# littlefs-ss

#### 介绍
嵌入式系统经常需要文件系统来存储数据，littlefs是一个很好的选择，可是对于基于数据隐私的需求，我们需要将数据以安全的方式存储起来，防止别人轻易的读取到明文。
由于littlefs良好的接口设计，我们只需要稍微修改下它的provided就可以无缝切换至安全secure-storage。

#### 软件架构
软件架构说明
由于lfs已经将文件读写部分的接口剥离出来，因此，littlefs-ss组件只需要实现这个文件操作接口，就可以实现文件数据的加密存储。
- 应用层        
- - filesystem

- 组件层        
- - littlefs-ss        
- - lfs

- 驱动层        
- - file_driver        
- - crypto_driver

## 总体设计
#### 数据的保密性
    对称加密算法加密保护。
#### 数据的完整性
    lfs自带的数据校验。
#### 防止数据的重放攻击
1.  对于不同的MCU，同样的数据加密结果如果一样，很容易猜测出原始数据，所有不同的MCU，我们需要不同的加密密钥，加密方法选用TDES128，AES128或者SM4算法；
2.  对于同一存储单元上的数据，在不同的区块加密的结果也不能相同，因此我们需要使用CBC的模式，使同一块上相同的数据得到不同的加密结果，IV值可以根据块号推倒得出；
3.  如果保护的方法和密钥生成方法被窃取，密文数据可以很轻易的被解密，因此密钥的生成方法必须满足：（1）每个设备一机一密；（2）密钥种子来源必须保存在设备的安全区域；因此我们选取设备唯一ID和一个随机数的作为种子源，将这两个数据保存在设备的BPU区域，受到攻击时候BPU丢失数据。密钥生成方法这里选用HMAC，根据银联密钥管理规定，hash算法需要SHA256或者SM3结果以上的。

挂载函数
ss_mount(ctx)
从bpu单元读取设备唯一标识uuid和设备唯一密钥huk
    bpu_read(uuid, huk)
将huk根据用途分散除安全存储密钥ssk
    ssk = hmac(huk + usage)
使用安全存储密钥ssk，根据设备唯一标识uuid分散除文件加密密钥
    fek = hmac(ssk, uuid)
加载文件读取驱动
将驱动指针和fek存放在ctx中。

块读取函数
ss_read(ctx, block， block_len）;

output = drv_read（block， block_len）
对fek进行散列hash得到一个加密密钥，然后根据块号进行分散，得到iv；
iv = encrypt_ecb(sha256(fek), block[4] + pad(00, 12))
使用fek和iv对读取的数据解密,得到明文plain_data
plain_data = decrypt_cbc(fek, iv, output)


块改写函数
ss_write（ctx， block， input, block_len）;

对fek进行散列hash得到一个加密密钥，然后根据块号进行分散，得到iv；
iv = encrypt_ecb(sha256(fek), block[4] + pad(00, 12))
使用fek和iv对输入数据加密密,得到cipher_data
cipher_data = encrypt_cbc(fek, iv, input)
将密文数据写入对应的块
drv_write（block， cipher_data, block_len）



#### 安装教程

1.  xxxx
2.  xxxx
3.  xxxx

#### 使用说明

1.  xxxx
2.  xxxx
3.  xxxx

#### 参与贡献

1.  Fork 本仓库
2.  新建 Feat_xxx 分支
3.  提交代码
4.  新建 Pull Request


#### 特技

1.  使用 Readme\_XXX.md 来支持不同的语言，例如 Readme\_en.md, Readme\_zh.md
2.  Gitee 官方博客 [blog.gitee.com](https://blog.gitee.com)
3.  你可以 [https://gitee.com/explore](https://gitee.com/explore) 这个地址来了解 Gitee 上的优秀开源项目
4.  [GVP](https://gitee.com/gvp) 全称是 Gitee 最有价值开源项目，是综合评定出的优秀开源项目
5.  Gitee 官方提供的使用手册 [https://gitee.com/help](https://gitee.com/help)
6.  Gitee 封面人物是一档用来展示 Gitee 会员风采的栏目 [https://gitee.com/gitee-stars/](https://gitee.com/gitee-stars/)