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AESに関するポリシー(仮)
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AESのパラメータの一つである鍵について、その取り扱い方の
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ポリシーを決める必要がある。
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(余談)
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AES-CTRでは、鍵以外にIV (128bit)により暗号化結果が変化する。
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AES-CCMでは、鍵以外にNONCE (96bit)および各長さ(各16bit)に
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より暗号化結果が変化する。
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これらは、鍵とは異なり、AESを有効にする度に再設定する
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必要がある。
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○(予習)鍵レジスタの種類
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次の4組の鍵レジスタの組み合わせが存在する。
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AESコアで使用される鍵はこれらとは別に存在する点に注意！
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KEY[0] ID[0] SEED[0]
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KEY[1] ID[1] SEED[1]
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KEY[2] ID[2] SEED[2]
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KEY[3] ID[3] SEED[3]
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○(予習)鍵レジスタの基本事項
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それぞれが独立したレジスタであるが、SEED[x][3]を設定したときに、
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SEED[x] + ID[x] => KEY[x]
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という計算処理(KEYへの書き込み)がおこなれる(計算式は秘密)。
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また、任意のタイミングでKEYのひとつをAESコアに送ることができる。
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このAESコアに送る作業を行わない限りAESコアで使用される鍵は
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変更されない。
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○(予習)種別ごとの意味合い
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KEYは一般的なAES回路として他のシステムとやり取りするような
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データを取り扱うときにのみ直接書き込む。
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IDとSEEDは任天堂依存のやりとりで使うことになるが、
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基本的にIDの方はシステム側であらかじめ設定しておき、
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アプリケーションには操作させない。
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●IDによるそれぞれの鍵の方針
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デバイス依存 アプリケーション依存
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(ユニークID) (イニシャルコード)
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0: × ○
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1: ○ ○
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2: × ×
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3: ○ ×
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ここで、デバイス依存とは、eFuseの内容を反映するということ。
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また、アプリケーション依存とは、ROMヘッダ辺りを反映するということ。
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上記の内容を反映するように、IDを設定することになる。
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具体的には、イニシャルコードに依存するID[0][y]とID[1][z]については
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アプリケーションローダーで初期化し、それら以外の部分については、
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IPL ROMで設定した値から二度と変更しない。
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ただし、KEYを直接設定する場合は、上記の意味合いは関係ない。
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●アプリケーションが触ることのできる部分
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アプリケーションには、KEY[2]、SEED[0]～SEED[3]を使えるようにする。
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ただし、とりあえずはSEED[2]は解放しない。
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●ARM7側初期化コード
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ROMコードで全レジスタの初期値を設定している。
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大半はダミーだが、IDの固定値はここでのみの設定となる。
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アプリケーションローダー用に、TwlFirm内にIDのgame_code依存
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部分のみを再設定するコードを用意している。
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アプリケーション起動後はIDを触ることは無い。
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●ARM9側API
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次のような個別のAPIを用意してみた。
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AES_SetGeneralKey() KEY[2]に鍵を設定する
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AES_SetSystemKey() SEED[3]に鍵を設定する
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AES_SetGameKey() SEED[0]に鍵を設定する
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AES_SetSpecialKey() SEED[1]に鍵を設定する
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//AESi_SetAlternativeKey() SEED[2]に鍵を設定する (非公開)
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それぞれ引数をすぐに有効にするもので、「以前の鍵」という使い方は
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(とりあえず)できないようにしている。
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●ARM7側API
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個別に指定することも上記APIを使用することもできる。
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個別設定用に、次のenumを用意している。
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typedef enum
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{
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AES_KEYSEL_GAME = 0,
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AES_KEYSEL_SPECIAL = 1,
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AES_KEYSEL_ALTERNATIVE = 2,
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AES_KEYSEL_SYSTEM = 3,
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AES_KEYSEL_IPL = AES_KEYSEL_ALTERNATIVE,
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AES_KEYSEL_GENERAL = 2 // for key register
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}
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AESKeySel;
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