在更多 c++ 编译器/平台上调用 FINGERPRINT_premain

Question

我正在尝试在 IBM PLinux 上以 FIPS 模式使用静态链接 OpenSSL，并使用 xlC_r 作为编译器/链接器。 fipsld 或 fips_premain.c 不支持此组合。 fipld 将添加链接器选项以在 {OSF1、IRIX、HP-UX、AIX、Darwin} 中的 uname -s 上调用 FINGERPRINT_premain，fips_premain.c 将为 gcc、cl(Microsoft)、cc(SUN) 和一些编译器提供特定的解决方案其他我不熟悉的。不幸的是，IBM PLinux 上的 xlC_r 不在其中任何一个范围内，所以我想知道是否可以将以下代码添加到我的一个 cpp 文件中以进行 FIPS 验证，或者我是否需要将编译器/链接器更改为 gcc 或者是否有另一个方式（链接器选项？）保留 xlC_r。请提供一些理由。

#if defined(PREMAIN_NOT_COVERED)
extern "C" void FINGERPRINT_premain(void);

class FIPSInitializer
{
public:
    FIPSInitializer()
    {
        FINGERPRINT_premain();
    }
    virtual ~FIPSInitializer()
    {
    }
};
extern FIPSInitializer fips_initializer;
FIPSInitializer fips_initializer;
#endif

我也尝试在链接时使用 -Wl,init,FINGERPRINT_premain，但是在使用我们的共享库时我们的测试会出现段错误。

OpenSSL 用户指南： http://www.openssl.org/docs/fips/UserGuide-1.1.1.pdf

OpenSSL 安全策略： http://www.openssl.org/docs/fips/SecurityPolicy-2.0.pdf

Answer 1

所以我想知道是否将以下代码添加到 我的一个 cpp 文件可用于 FIPS 验证

class FIPSInitializer
{
public:
    FIPSInitializer()
    {
        FINGERPRINT_premain();
    }
    virtual ~FIPSInitializer()
    {
    }
};

嗯……这听起来很奇怪。进入 FIPS 模式的唯一方法是 FIPS_mode_set。如果您调用 FIPS_mode_set 并且它返回非零值，那么您使用的是经过验证的密码术。如果您调用 FIPS_mode_set 并且它失败了，那么您仍然可以加密和解密（认为是“可插拔”架构），但您将不会使用经过验证的加密。详情请见FIPS mode set。

只是推测：如果FIPS_mode_set失败并且FINGERPRINT_premain没有被调用，那么你可能偏离了OpenSSL FIPS 140-2 Security Policy所要求的程序。

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fips_premain.c 将为 gcc、cl(Microsoft)、 cl(Microsoft)、cc(SUN)，还有一些我不熟悉的...

你没有编译fips_premain.c。它是在您构建 FIPS 对象模块或链接到 FIPS 对象模块时编译的。甚至有人说要完全删除它。

除以下之外的任何内容都会使 FIPS 构建过程无效，并且您将不会使用经过验证的加密。

$ export OPENSSL_INSTALLDIR=/usr/local/ssl/darwin
$ cd openssl-fips-2.0.5/
$ ./config
$ make
$ sudo make install

上面的结果是fipscanister.o和朋友。您可以在$OPENSSL_INSTALLDIR\lib 中找到它们（其中有四个）：

$ ls /usr/local/ssl/darwin/lib/
fipscanister.o              fips_premain.c
fipscanister.o.sha1         fips_premain.c.sha1

构建并安装 FIPS 对象模块后，您将构建 FIPS 功能库。您可以随意转动 FIPS 功能库的旋钮，只要它不会危及神圣的 fipscanister.o 和朋友。注意使用 fips 和 config。

$ cd openssl-1.0.1e/
$ ./config fips shared -no-ssl2 -no-ssl3 -no-comp -no-hw -no-engine \
  --openssldir=$OPENSSL_INSTALLDIR \
  --with-fipsdir=$OPENSSL_INSTALLDIR \
  --with-fipslibdir=$OPENSSL_INSTALLDIR/lib/

$ make depend
$ make all
$ sudo -E make install

您必须使用-E，因为install 也可以构建组件（OpenSSL 可耻）。在安装过程中，我相信共享对象将链接到神圣的fipscanister.o。链接后，模块签名将通过fipsld 嵌入生成的可执行文件中。 fipsld 由 OpenSSL 构建过程使用，并在内部调用一个名为 incore 的程序。 incore 写入实际签名。

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在构建 FIPS 验证的可执行文件或共享对象时，您将执行以下操作：

$ export CC=`find $OPENSSL_INSTALLDIR -name fipsld`
$ echo $CC 
/usr/local/ssl/darwin/bin/fipsld
$ export FIPSLD_CC=`find /usr/bin -iname gcc`
$ echo $FIPSLD_CC 
/usr/bin/gcc

# Now build your project via make (or though the command line):
$ make
...

当您的 makefile 调用 LD 时，它实际上是在调用 OpenSSL 的 fipsld。 fipsld 将确保您的程序链接到 fipspremain.o，并在内部调用一个名为 incore 的程序。 incore 将实际签名写入您的可执行文件或共享对象。以下来自openssl-fips-2.0.5makefile：

fips_premain_dso$(EXE_EXT): fips_premain.c
    $(CC) $(CFLAGS) -DFINGERPRINT_PREMAIN_DSO_LOAD -o $@ fips_premain.c \
        $(FIPSLIBDIR)fipscanister.o ../libcrypto.a $(EX_LIBS)

如果您没有安装fipsld，您可以在例如openssl-fips-2.0.5 中找到它。只需将其复制到$OPENSSL_INSTALLDIR\bin。我不记得make install 是否复制了它（我似乎记得提交过关于它的错误报告）。

您不能在静态库中嵌入签名。 OpenSSL 在构建libcrypto.a 时无法做到，而在构建libmycoolness.a 时则无法做到。如果您将libmycoolness.a 分发给您的客户，他们将不得不跳过CC 和FIPSLD_CC 箍。

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如果您不想跳过 CC 和 FIPSLD_CC 箍，那么您应该链接到 fipscanister.o 并在构建可执行文件或共享对象后手动运行 incore。然而，OpenSSL 的人不推荐这样做。他们建议使用CC 和FIPSLD_CC。

注意：你不要自己编译fips_premain.c。

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如果fips_premain.c 在尝试构建 FIPS 对象模块时出错，则说明您的平台不受支持。您应该联系 OpenSSL 基金会的 Steve Marquess 并安排一次有关验证平台的讨论。请参阅OpenSSL and FIPS 140-2 和OpenSSL FIPS 140-2 Security Policy。

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相关，如果您因为 C++ 名称修饰而得到未定义的符号，请查看 OpenSSL wiki 上的 Fipsld and C++。

解决办法是修改fipsld。它不是隔离的来源，因此您可以在合理范围内对其进行修改。在这种情况下，fipsld++ 在为您编译 fips_premain.c 时有效地执行以下操作：

${CC}  ${CANISTER_O_CMD:+"${CANISTER_O_CMD}"} \
    -x c "${PREMAIN_C}" -x none \
    ${_WL_PREMAIN} "$@"

更改实际上是在编译fips_premain.c时添加了${CC} -x c fips_premain.c -x none ...。