SE050 Secure Element Storage Analysis

Overview

OP-TEE 提供了对 NXP SE050 系列安全元件的完整集成，实现硬件级安全存储和密码学处理。SE050 作为独立的硬件安全模块(HSM)，为 TEE 环境提供额外的安全层，支持密钥存储、密码学操作和安全通信。

SE050 Architecture Integration

系统架构层次

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    TEE Application Layer                    │
│           (GP API + SE050-specific operations)             │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                TEE OS Crypto Framework                     │
│     • crypto_storage_obj_*()  • crypto_se_do_apdu()       │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                 SSS API Abstraction Layer                  │
│    • sss_se05x_session_*()  • sss_se05x_key_store_*()    │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│               SE050 Driver Implementation                  │
│  ┌─────────────────┐  ┌─────────────────────────────────────┐│
│  │  Session Mgmt   │  │      Storage Operations            ││
│  │ • SCP03 Auth    │  │ • Object Lifecycle  • Key Mgmt    ││
│  │ • Key Rotation  │  │ • Watermarking     • OID Mgmt     ││
│  └─────────────────┘  └─────────────────────────────────────┘│
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    APDU Communication Layer                │
│        • ISO7816-4 Protocol  • T=1 over I2C              │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│              Hardware SE050 Secure Element                │
│    • NVM Storage  • Crypto Engine  • SCP03 Protocol      │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

支持的 SE050 设备型号

// SE050 设备标识符
#define SE050A1_ID 0xA204    // SE050A1 - 基础版本
#define SE050A2_ID 0xA205    // SE050A2 - 增强版本
#define SE050B1_ID 0xA202    // SE050B1 - 商业版本
#define SE050B2_ID 0xA203    // SE050B2 - 商业增强版
#define SE050C1_ID 0xA200    // SE050C1 - 通用版本
#define SE050C2_ID 0xA201    // SE050C2 - 通用增强版
#define SE050F_ID  0xA92A    // SE050F - FIPS 140-2认证版本
#define SE051A_ID  0xA920    // SE051A - 下一代版本
#define SE052F2_ID 0xB501    // SE052F2 - 高级FIPS版本

SSS (Secure Storage Service) API Integration

核心上下文结构

struct sss_se05x_ctx {
    SE_Connect_Ctx_t open_ctx;           // 连接上下文
    sss_se05x_session_t session;         // SE050会话
    sss_se05x_key_store_t ks;           // 密钥存储
    
    // SCP03认证上下文
    struct se050_auth_ctx {
        NXSCP03_StaticCtx_t static_ctx;   // 静态认证上下文
        NXSCP03_DynCtx_t dynamic_ctx;     // 动态认证上下文
    } se05x_auth;
    
    // 主机端会话和密钥存储
    sss_user_impl_session_t host_session;
    sss_key_store_t host_ks;
    
    // SE050设备信息
    struct se05x_se_info {
        uint8_t applet[3];               // Applet版本
        uint8_t oefid[2];               // 对象交换格式标识符
    } se_info;
};

会话初始化和认证

sss_status_t se050_session_open(struct sss_se05x_ctx *ctx,
                               struct se050_scp_key *current_keys)
{
    SE_Connect_Ctx_t *connect_ctx = &ctx->open_ctx;
    sss_se05x_session_t *session = &ctx->session;
    
    // 配置I2C连接类型
    connect_ctx->connType = kType_SE_Conn_Type_T1oI2C;
    connect_ctx->portName = NULL;
    
    if (!current_keys) {
        // 明文连接模式
        return sss_se05x_session_open(session, kType_SSS_SE_SE05x, 0,
                                    kSSS_ConnectionType_Plain, connect_ctx);
    }
    
    // 配置SCP03认证加密连接
    status = se050_configure_host(&ctx->host_session, &ctx->host_ks,
                                &ctx->open_ctx, &ctx->se05x_auth,
                                kSSS_AuthType_SCP03, current_keys);
    if (status != kStatus_SSS_Success)
        return status;
        
    // 建立认证会话
    return sss_se05x_session_open(session, kType_SSS_SE_SE05x, 0,
                                kSSS_ConnectionType_Encrypted, connect_ctx);
}

Object Management and Lifecycle

对象标识符管理

// OID (Object Identifier) 管理
#define OID_MIN             0x00000001
#define OID_MAX             0x7BFFFFFE
#define SE050_KEY_WATERMARK 0x57721566
#define WATERMARKED(x)      ((uint64_t)(((uint64_t)SE050_KEY_WATERMARK) << 32) + (x))

// 瞬态存储器阈值
#define TRANSIENT_MEMORY_THRESHOLD  1000

对象生命周期管理

1. OID 生成和内存管理

sss_status_t se050_get_oid(uint32_t *val)
{
    sss_status_t status = kStatus_SSS_Success;
    SE05x_MemoryType_t mem_t = 0;
    
    // 检查瞬态存储器可用性
    status = se050_get_free_memory(&se050_session->s_ctx, &mem_t,
                                 kSE05x_MemoryType_TRANSIENT_DESELECT);
    if (status != kStatus_SSS_Success)
        return status;
    
    // 内存不足时清理瞬态对象
    if (mem_t < TRANSIENT_MEMORY_THRESHOLD) {
        DMSG("Low transient memory (%u), deleting transient objects", mem_t);
        delete_transient_objects();
    }
    
    // 生成新的OID
    return generate_oid(val);
}

static sss_status_t generate_oid(uint32_t *val)
{
    // 使用硬件随机数生成器
    if (crypto_rng_read(val, sizeof(*val)) != TEE_SUCCESS)
        return kStatus_SSS_Fail;
        
    // 确保OID在有效范围内
    *val = (*val % (OID_MAX - OID_MIN + 1)) + OID_MIN;
    
    return kStatus_SSS_Success;
}

2. 对象删除和水印验证

TEE_Result crypto_storage_obj_del(struct tee_obj *o)
{
    TEE_Result res = TEE_ERROR_GENERIC;
    uint8_t *buf = NULL;
    size_t len = 0;
    uint32_t val = 0;
    bool found = false;
    uint8_t *p = NULL;
    
    // 读取对象内容
    res = tee_obj_get(o, TEE_PROPSET_TEE_TA_OBJECT, 
                     TEE_ATTR_OBJECT_VALUE, (void **)&buf, &len);
    if (res != TEE_SUCCESS)
        return res;
        
    p = buf;
    
    // 扫描水印标记
    while (len >= sizeof(uint32_t) && !found) {
        memcpy(&val, p, sizeof(val));
        
        // 检查是否为SE050密钥水印
        if (memcmp(p, &SE050_KEY_WATERMARK, sizeof(SE050_KEY_WATERMARK)) != 0) {
            p++;
            len--;
            continue;
        }
        
        // 提取OID
        if (len >= 2 * sizeof(uint32_t)) {
            memcpy(&val, p + sizeof(uint32_t), sizeof(val));
            found = true;
        } else {
            p++;
            len--;
        }
    }
    
    // 验证OID有效性并删除
    if (found && val >= OID_MIN && val <= OID_MAX) {
        sss_object_t k_object = { 0 };
        sss_status_t status;
        
        status = sss_se05x_key_object_init(&k_object, se050_kstore);
        if (status != kStatus_SSS_Success)
            return TEE_ERROR_GENERIC;
            
        status = sss_se05x_key_object_allocate_handle(&k_object, val, 
                                                    kSSS_KeyPart_Default,
                                                    kSSS_CipherType_AES, 
                                                    256, kKeyObject_Mode_Persistent);
        if (status != kStatus_SSS_Success)
            return TEE_ERROR_GENERIC;
            
        // 从SE050硬件删除对象
        status = sss_se05x_key_store_erase_key(se050_kstore, &k_object);
        if (status != kStatus_SSS_Success)
            EMSG("Failed to erase key from SE050: 0x%x", status);
    }
    
    return TEE_SUCCESS;
}

3. 瞬态对象清理机制

static void delete_transient_objects(void)
{
    uint8_t list[1024] = { 0 };
    size_t listlen = sizeof(list);
    SE05x_Result_t result = kSE05x_Result_NA;
    
    // 获取瞬态对象列表
    result = Se05x_API_ReadIDList(&se050_session->s_ctx, 0x00, 0xFF,
                                kSE05x_INS_READ_With_TypeFilter,
                                kSE05x_SecObjTyp_TRANSIENT_OBJ,
                                list, &listlen);
    
    if (result == kSE05x_Result_SUCCESS && listlen > 0) {
        // 删除所有瞬态对象
        for (size_t i = 0; i < listlen; i += 4) {
            uint32_t id = 0;
            memcpy(&id, &list[i], sizeof(id));
            
            result = Se05x_API_DeleteSecureObject(&se050_session->s_ctx, id);
            if (result == kSE05x_Result_SUCCESS)
                DMSG("Deleted transient object 0x%08x", id);
        }
    }
}

SCP03 Security Protocol Implementation

SCP03 密钥结构

#define SE050_SCP03_KEY_SZ 16

struct se050_scp_key {
    uint8_t enc[SE050_SCP03_KEY_SZ];     // 加密密钥 (AES-128)
    uint8_t mac[SE050_SCP03_KEY_SZ];     // MAC密钥 (AES-128) 
    uint8_t dek[SE050_SCP03_KEY_SZ];     // 数据加密密钥 (AES-128)
};

// SCP03密钥来源
enum se050_scp03_ksrc { 
    SCP03_CFG,          // 配置文件密钥
    SCP03_DERIVED,      // HUK派生密钥
    SCP03_OFID          // OEFID基密钥
};

SCP03 认证和加密通道建立

sss_status_t se050_configure_host(sss_user_impl_session_t *host_session,
                                 sss_key_store_t *host_ks,
                                 SE_Connect_Ctx_t *se05x_open_ctx,
                                 struct se050_auth_ctx *auth_ctx,
                                 uint32_t auth_type,
                                 struct se050_scp_key *keys)
{
    sss_status_t status = kStatus_SSS_Success;
    
    // 初始化主机端会话
    status = sss_user_impl_session_open(host_session, kType_SSS_Software, 0,
                                       kSSS_ConnectionType_Plain, NULL);
    if (status != kStatus_SSS_Success)
        return status;
        
    // 创建主机端密钥存储
    status = sss_key_store_context_init(host_ks, host_session);
    if (status != kStatus_SSS_Success)
        goto cleanup_session;
        
    status = sss_key_store_allocate(host_ks, __LINE__);
    if (status != kStatus_SSS_Success)
        goto cleanup_session;
    
    // 配置SCP03静态上下文
    se05x_open_ctx->auth.ctx.scp03.pStatic_ctx = &auth_ctx->static_ctx;
    se05x_open_ctx->auth.ctx.scp03.pDyn_ctx = &auth_ctx->dynamic_ctx;
    
    // 导入SCP03密钥到主机密钥存储
    status = import_scp03_keys(host_ks, keys);
    if (status != kStatus_SSS_Success)
        goto cleanup_keystore;
        
    return kStatus_SSS_Success;
    
cleanup_keystore:
    sss_key_store_context_free(host_ks);
cleanup_session:
    sss_user_impl_session_close(host_session);
    return status;
}

SCP03 密钥轮换机制

sss_status_t se050_rotate_scp03_keys(struct sss_se05x_ctx *ctx)
{
    struct se050_scp_key new_keys = { 0 };
    sss_status_t status = kStatus_SSS_Success;
    struct se050_scp03_rotate_cmd cmd = { 0 };
    
    // 生成或派生新密钥
    if (IS_ENABLED(CFG_CORE_SE05X_SCP03_PROVISION_WITH_FACTORY_KEYS)) {
        status = se050_scp03_get_keys(&new_keys, SCP03_OFID);
    } else {
        status = se050_scp03_subkey_derive(&new_keys);
    }
    
    if (status != kStatus_SSS_Success) {
        EMSG("Failed to derive new SCP03 keys");
        return status;
    }
    
    // 准备密钥轮换命令
    status = se050_scp03_prepare_rotate_cmd(ctx, &cmd, &new_keys);
    if (status != kStatus_SSS_Success) {
        EMSG("Failed to prepare key rotation command");
        return status;
    }
    
    // 执行密钥轮换
    status = se050_scp03_send_rotate_cmd(&ctx->session.s_ctx, &cmd);
    if (status != kStatus_SSS_Success) {
        EMSG("Failed to rotate SCP03 keys in SE050");
        return status;
    }
    
    // 使用新密钥重新建立会话
    status = se050_core_early_init(&new_keys);
    if (status != kStatus_SSS_Success) {
        EMSG("Failed to re-initialize with new keys");
        return status;
    }
    
    DMSG("SCP03 key rotation completed successfully");
    return kStatus_SSS_Success;
}

HUK 基密钥派生

static sss_status_t se050_scp03_subkey_derive(struct se050_scp_key *keys)
{
    TEE_Result res = TEE_SUCCESS;
    uint8_t huk[HUK_SIZE] = { 0 };
    uint8_t salt[] = "SE050_SCP03_SUBKEY";
    
    // 获取硬件唯一密钥
    res = tee_otp_get_hw_unique_key(huk, sizeof(huk));
    if (res != TEE_SUCCESS) {
        EMSG("Failed to get HUK: 0x%x", res);
        return kStatus_SSS_Fail;
    }
    
    // 使用HKDF派生SCP03密钥
    res = hkdf_sha256_derive(huk, sizeof(huk),
                           salt, sizeof(salt) - 1,
                           NULL, 0,  // 无info参数
                           (uint8_t *)keys, sizeof(*keys));
    if (res != TEE_SUCCESS) {
        EMSG("Failed to derive SCP03 keys: 0x%x", res);
        return kStatus_SSS_Fail;
    }
    
    return kStatus_SSS_Success;
}

Advanced Cryptographic Features

对象访问策略定义

// 非对称密钥访问策略
static const sss_policy_u asym_key_policy = {
    .type = KPolicy_Asym_Key,
    .auth_obj_id = 0,
    .policy = {
        .asymmkey = {
            .can_Sign = 1,              // 数字签名
            .can_Verify = 1,            // 签名验证
            .can_Encrypt = 1,           // 非对称加密
            .can_Decrypt = 1,           // 非对称解密
            .can_KD = 1,               // 密钥派生
            .can_Wrap = 1,             // 密钥包装
            .can_Write = 1,            // 写入操作
            .can_Gen = 1,              // 密钥生成
            .can_Import_Export = 1,     // 导入/导出
            .can_KA = 1,               // 密钥协商
            .can_Read = 1,             // 读取操作
            .can_Attest = 1,           // 密钥证明
        }
    }
};

// 对称密钥访问策略
static const sss_policy_u sym_key_policy = {
    .type = KPolicy_Sym_Key,
    .auth_obj_id = 0,
    .policy = {
        .symmkey = {
            .can_Encrypt = 1,          // 对称加密
            .can_Decrypt = 1,          // 对称解密
            .can_KD = 1,              // 密钥派生
            .can_Wrap = 1,            // 密钥包装
            .can_Write = 1,           // 写入操作
            .can_Gen = 1,             // 密钥生成
            .can_Import_Export = 1,    // 导入/导出
            .can_Read = 1,            // 读取操作
        }
    }
};

支持的密码学算法

1. 非对称密码学

// RSA算法支持
static const struct crypto_rsa_keypair se050_rsa_keypairs[] = {
    { .key_size_bits = 1024, .mgf_type = TEE_ALG_MGF1_SHA1 },
    { .key_size_bits = 2048, .mgf_type = TEE_ALG_MGF1_SHA256 },
    { .key_size_bits = 3072, .mgf_type = TEE_ALG_MGF1_SHA384 },
    { .key_size_bits = 4096, .mgf_type = TEE_ALG_MGF1_SHA512 },
};

// ECC曲线支持
static const struct crypto_ecc_curve se050_ecc_curves[] = {
    // NIST曲线
    { .curve_id = TEE_ECC_CURVE_NIST_P192, .key_size_bytes = 24 },
    { .curve_id = TEE_ECC_CURVE_NIST_P224, .key_size_bytes = 28 },
    { .curve_id = TEE_ECC_CURVE_NIST_P256, .key_size_bytes = 32 },
    { .curve_id = TEE_ECC_CURVE_NIST_P384, .key_size_bytes = 48 },
    { .curve_id = TEE_ECC_CURVE_NIST_P521, .key_size_bytes = 66 },
    
    // Brainpool曲线
    { .curve_id = TEE_ECC_CURVE_BP_P256R1, .key_size_bytes = 32 },
    { .curve_id = TEE_ECC_CURVE_BP_P384R1, .key_size_bytes = 48 },
    { .curve_id = TEE_ECC_CURVE_BP_P512R1, .key_size_bytes = 64 },
    
    // Edwards曲线  
    { .curve_id = TEE_ECC_CURVE_25519, .key_size_bytes = 32 },
    { .curve_id = TEE_ECC_CURVE_448, .key_size_bytes = 57 },
};

2. 对称密码学

// AES算法变体支持
enum se050_aes_mode {
    SE050_AES_ECB = 0x01,      // ECB模式
    SE050_AES_CBC = 0x02,      // CBC模式  
    SE050_AES_CFB = 0x04,      // CFB模式
    SE050_AES_OFB = 0x08,      // OFB模式
    SE050_AES_CTR = 0x10,      // CTR模式
    SE050_AES_GCM = 0x20,      // GCM模式
    SE050_AES_CCM = 0x40,      // CCM模式
};

// 密钥长度支持
enum se050_key_length {
    SE050_AES_128 = 128,       // AES-128
    SE050_AES_192 = 192,       // AES-192  
    SE050_AES_256 = 256,       // AES-256
    SE050_DES_64  = 64,        // DES
    SE050_3DES_112 = 112,      // 3DES-2KEY
    SE050_3DES_168 = 168,      // 3DES-3KEY
};

密钥证明和认证

TEE_Result se050_key_attestation(uint32_t key_id, uint8_t *cert, size_t *cert_len)
{
    sss_status_t status = kStatus_SSS_Success;
    sss_object_t key_obj = { 0 };
    uint8_t challenge[32] = { 0 };
    size_t challenge_len = sizeof(challenge);
    
    // 生成随机挑战
    if (crypto_rng_read(challenge, challenge_len) != TEE_SUCCESS)
        return TEE_ERROR_GENERIC;
    
    // 初始化密钥对象
    status = sss_se05x_key_object_init(&key_obj, se050_kstore);
    if (status != kStatus_SSS_Success)
        return TEE_ERROR_GENERIC;
        
    status = sss_se05x_key_object_get_handle(&key_obj, key_id);
    if (status != kStatus_SSS_Success)
        return TEE_ERROR_ITEM_NOT_FOUND;
    
    // 执行密钥证明操作
    status = sss_se05x_asymmetric_attest(&se050_session->s_ctx, &key_obj,
                                       challenge, challenge_len,
                                       cert, cert_len);
    if (status != kStatus_SSS_Success)
        return TEE_ERROR_GENERIC;
        
    return TEE_SUCCESS;
}

PTA (Pseudo Trusted Application) Interfaces

APDU 接口 PTA

// PTA UUID: 3f3eb880-3639-11ec-9b9d-0f3fc9468f50
#define PTA_SE050_APDU_UUID \
    { 0x3f3eb880, 0x3639, 0x11ec, \
      { 0x9b, 0x9d, 0x0f, 0x3f, 0xc9, 0x46, 0x8f, 0x50 } }

#define PTA_CMD_TXRX_APDU_RAW_FRAME     0

// ISO7816-4 APDU处理
TEE_Result crypto_se_do_apdu(enum crypto_apdu_type type,
                           uint8_t *hdr, size_t hdr_len,
                           uint8_t *src_data, size_t src_len,
                           uint8_t *dst_data, size_t *dst_len)
{
    TEE_Result res = TEE_SUCCESS;
    uint8_t case_type = 0;
    
    // 根据ISO7816-4确定APDU case类型
    if (src_len == 0 && *dst_len == 0) {
        case_type = 1;  // Case 1: 无数据传输
    } else if (src_len == 0 && *dst_len > 0) {
        case_type = 2;  // Case 2: 从卡读取数据
    } else if (src_len > 0 && *dst_len == 0) {
        case_type = 3;  // Case 3: 向卡发送数据
    } else {
        case_type = 4;  // Case 4: 双向数据传输
    }
    
    // 执行APDU交易
    switch (type) {
    case CRYPTO_APDU_RAW:
        res = se050_apdu_raw_frame(hdr, hdr_len, src_data, src_len,
                                  dst_data, dst_len, case_type);
        break;
    case CRYPTO_APDU_SECURE:
        res = se050_apdu_secure_frame(hdr, hdr_len, src_data, src_len,
                                     dst_data, dst_len, case_type);
        break;
    default:
        res = TEE_ERROR_NOT_SUPPORTED;
    }
    
    return res;
}

SCP03 管理 PTA

// PTA UUID: be0e5821-e718-4f77-ab3e-8e6c73a9c735
#define PTA_SE050_SCP03_UUID \
    { 0xbe0e5821, 0xe718, 0x4f77, \
      { 0xab, 0x3e, 0x8e, 0x6c, 0x73, 0xa9, 0xc7, 0x35 } }

#define PTA_CMD_ENABLE_SCP03            0
#define PTA_SCP03_SESSION_CURRENT_KEYS  0
#define PTA_SCP03_SESSION_ROTATE_KEYS   1

TEE_Result crypto_se_enable_scp03(bool rotate_keys)
{
    struct sss_se05x_ctx *ctx = &se050_ctx;
    struct se050_scp_key current_keys = { 0 };
    TEE_Result res = TEE_SUCCESS;
    
    if (rotate_keys) {
        // 轮换SCP03密钥
        if (se050_rotate_scp03_keys(ctx) != kStatus_SSS_Success) {
            EMSG("SCP03 key rotation failed");
            return TEE_ERROR_GENERIC;
        }
        DMSG("SCP03 key rotation completed");
    } else {
        // 使用当前密钥启用SCP03
        res = se050_scp03_get_current_keys(&current_keys);
        if (res != TEE_SUCCESS) {
            EMSG("Failed to get current SCP03 keys");
            return res;
        }
        
        if (se050_session_open(ctx, &current_keys) != kStatus_SSS_Success) {
            EMSG("Failed to enable SCP03 with current keys");
            return TEE_ERROR_GENERIC;
        }
    }
    
    return TEE_SUCCESS;
}

Configuration and Build System

核心配置选项

# SCP03 Security Configuration
CFG_CORE_SCP03_ONLY ?= n                                    # 仅SCP03模式
CFG_CORE_SE05X_SCP03_PROVISION_ON_INIT ?= n                # 初始化时密钥轮换
CFG_CORE_SE05X_SCP03_PROVISION ?= n                        # PTA密钥轮换支持
CFG_CORE_SE05X_SCP03_PROVISION_WITH_FACTORY_KEYS ?= n      # 使用出厂密钥

# Debugging Options (生产环境应禁用)
CFG_CORE_SE05X_DISPLAY_SCP03_KEYS ?= n                     # 显示SCP03密钥 (安全风险)
CFG_CORE_SE05X_DISPLAY_INFO ?= y                           # 显示设备信息

# Security Features  
CFG_CORE_SE05X_SCP03_EARLY ?= y                            # 早期SCP03启用
CFG_CORE_SE05X_INIT_NVM ?= n                               # NVM出厂重置
CFG_CORE_SE05X_BLOCK_OBJ_DEL_ON_ERROR ?= n                 # 错误时阻止删除

# I2C Communication Configuration
CFG_CORE_SE05X_BAUDRATE ?= 3400000                         # I2C波特率
CFG_CORE_SE05X_I2C_BUS ?= 2                                # I2C总线选择
CFG_CORE_SE05X_I2C_TRAMPOLINE ?= y                         # REE I2C访问

密码学驱动启用

# Cryptographic Driver Configuration
CFG_NXP_SE05X_RSA_DRV ?= y          # RSA操作支持
CFG_NXP_SE05X_ECC_DRV ?= y          # ECC操作支持  
CFG_NXP_SE05X_CTR_DRV ?= y          # CTR模式密码支持
CFG_NXP_SE05X_RNG_DRV ?= y          # 硬件随机数生成器
CFG_NXP_SE05X_DIEID_DRV ?= y        # Die ID支持
CFG_NXP_SE05X_SCP03_DRV ?= y        # SCP03协议支持
CFG_NXP_SE05X_APDU_DRV ?= y         # 原始APDU支持

Device Information and Diagnostics

SE050 设备信息检索

sss_status_t se050_get_se_info(sss_se05x_session_t *session, bool display)
{
    smStatus_t ret = SM_NOT_OK;
    SE05x_Result_t result = kSE05x_Result_NA;
    size_t applet_versionLen = 0;
    uint8_t applet_version[MAX_VERSION_INFO_LEN] = { 0 };
    sss_se05x_ctx_t *ctx = &se050_ctx;
    
    // 获取Applet版本信息
    ret = Se05x_API_GetVersion(&session->s_ctx, applet_version, &applet_versionLen);
    if (ret != SM_OK) {
        EMSG("Failed to get SE050 applet version");
        return kStatus_SSS_Fail;
    }
    
    // 提取版本信息
    memcpy(ctx->se_info.applet, applet_version, 3);
    
    if (display) {
        DMSG("SE050 Applet Version: %02X.%02X.%02X", 
             applet_version[0], applet_version[1], applet_version[2]);
    }
    
    // 获取JCOP平台信息
    ret = jcop4_get_id(session->s_ctx.conn_ctx, display);
    if (ret != SM_OK) {
        EMSG("Failed to get JCOP platform information");
        return kStatus_SSS_Fail;
    }
    
    // 获取配置和OEFID信息
    SE05x_LockIndicator_t lockStatus;
    SE05x_LockState_t lockState;
    
    result = Se05x_API_GetLockState(&session->s_ctx, &lockStatus, &lockState);
    if (result == kSE05x_Result_SUCCESS && display) {
        DMSG("SE050 Lock Status: Indicator=0x%02X, State=0x%02X", 
             lockStatus, lockState);
    }
    
    // 提取OEFID (Object Exchange Format Identifier)
    if (applet_versionLen >= 5) {
        memcpy(ctx->se_info.oefid, &applet_version[3], 2);
        if (display) {
            DMSG("SE050 OEFID: %02X%02X", 
                 ctx->se_info.oefid[0], ctx->se_info.oefid[1]);
        }
    }
    
    return kStatus_SSS_Success;
}

内存和资源监控

sss_status_t se050_get_free_memory(Se05xSession_t *pSession,
                                  SE05x_MemoryType_t *memory_type,
                                  SE05x_MemoryType_t memory_type_to_check)
{
    SE05x_Result_t result = kSE05x_Result_NA;
    uint16_t transient_memory = 0;
    uint16_t persistent_memory = 0;
    
    // 查询瞬态存储器使用情况
    result = Se05x_API_GetFreeMemory(pSession, kSE05x_MemoryType_TRANSIENT_RESET,
                                   &transient_memory);
    if (result != kSE05x_Result_SUCCESS) {
        EMSG("Failed to get transient memory status");
        return kStatus_SSS_Fail;
    }
    
    // 查询持久化存储器使用情况  
    result = Se05x_API_GetFreeMemory(pSession, kSE05x_MemoryType_PERSISTENT,
                                   &persistent_memory);
    if (result != kSE05x_Result_SUCCESS) {
        EMSG("Failed to get persistent memory status");
        return kStatus_SSS_Fail;
    }
    
    DMSG("SE050 Memory Status - Transient: %u bytes, Persistent: %u bytes",
         transient_memory, persistent_memory);
    
    // 返回请求的内存类型使用情况
    switch (memory_type_to_check) {
    case kSE05x_MemoryType_TRANSIENT_RESET:
    case kSE05x_MemoryType_TRANSIENT_DESELECT:
        *memory_type = transient_memory;
        break;
    case kSE05x_MemoryType_PERSISTENT:
        *memory_type = persistent_memory;
        break;
    default:
        return kStatus_SSS_Fail;
    }
    
    return kStatus_SSS_Success;
}

Security Considerations and Best Practices

1. 密钥管理安全

最佳实践:

使用 HUK 派生 SCP03 密钥，避免硬编码
定期轮换 SCP03 密钥以减少密钥泄露风险
在生产环境中禁用密钥显示功能
使用硬件随机数生成器生成密钥

安全配置:

// 生产环境推荐配置
#if defined(CFG_PRODUCTION_BUILD)
#define CFG_CORE_SE05X_DISPLAY_SCP03_KEYS      0    // 禁用密钥显示
#define CFG_CORE_SE05X_SCP03_PROVISION_ON_INIT 1    // 启用自动密钥轮换
#define CFG_CORE_SCP03_ONLY                    1    // 强制SCP03模式
#endif

2. 对象生命周期安全

水印验证机制:

使用 SE050_KEY_WATERMARK 标记 SE050 对象
删除前验证水印以防止误删除
实施引用计数防止悬空指针

资源管理:

监控瞬态存储器使用情况
定期清理不需要的瞬态对象
实施对象访问策略限制操作权限

3. 通信安全

SCP03 通道保护:

所有敏感操作通过 SCP03 加密通道
实施消息认证码 (MAC) 验证
使用会话密钥提供前向安全性

错误处理:

实施安全的错误处理，避免信息泄露
在认证失败时实施适当的重试和锁定机制
记录安全事件用于审计

4. 平台集成安全

I2C 通信保护:

使用专用 I2C 总线减少攻击面
实施总线访问控制和仲裁
监控总线通信异常

物理安全:

SE050 提供侧信道攻击防护
支持防止总线嗅探的硬件安全措施
实施防篡改检测

Performance Optimization

1. 批量操作优化

static TEE_Result se050_batch_operations(struct crypto_op_batch *batch)
{
    sss_status_t status = kStatus_SSS_Success;
    
    // 开始批量操作会话
    status = Se05x_API_SetBatchMode(&se050_session->s_ctx, true);
    if (status != kStatus_SSS_Success)
        return TEE_ERROR_GENERIC;
    
    // 执行批量操作
    for (size_t i = 0; i < batch->count; i++) {
        status = execute_crypto_operation(&batch->ops[i]);
        if (status != kStatus_SSS_Success) {
            // 出错时取消批量操作
            Se05x_API_SetBatchMode(&se050_session->s_ctx, false);
            return TEE_ERROR_GENERIC;
        }
    }
    
    // 提交批量操作
    status = Se05x_API_SetBatchMode(&se050_session->s_ctx, false);
    return (status == kStatus_SSS_Success) ? TEE_SUCCESS : TEE_ERROR_GENERIC;
}

2. 缓存和预取优化

#define SE050_OBJECT_CACHE_SIZE 32

struct se050_object_cache {
    struct {
        uint32_t oid;
        sss_object_t obj;
        uint64_t access_time;
        bool valid;
    } entries[SE050_OBJECT_CACHE_SIZE];
    struct mutex cache_mutex;
    uint64_t lru_counter;
};

static struct se050_object_cache obj_cache = {
    .cache_mutex = MUTEX_INITIALIZER,
    .lru_counter = 0
};

Compliance and Certification

1. 认证标准支持

Common Criteria EAL6+: SE050 硬件安全认证
FIPS 140-2 Level 3: 密码学模块认证 (SE050F)
EMVCo: 支付行业安全标准
GSMA: 移动设备安全标准

2. 行业标准合规

ISO/IEC 15408: 信息技术安全评估准则
ISO/IEC 19790: 密码学模块安全要求
NIST SP 800-57: 密钥管理建议
GlobalPlatform 2.3: 安全元件规范

Summary

SE050 安全元件集成为 OP-TEE 存储系统提供了硬件级安全保护，具有以下关键特性：

核心优势

硬件安全: 专用安全芯片提供物理攻击防护
认证加密: SCP03 协议确保通信安全
密钥隔离: 硬件密钥存储和访问控制
高性能: 专用密码学处理单元
标准合规: 符合多项国际安全认证标准

适用场景

高安全性要求的金融支付应用
身份认证和数字签名
密钥管理和保护
安全启动和设备证明
企业级安全存储

SE050 集成代表了 OP-TEE 存储架构的重要扩展，为需要最高安全级别的应用提供了硬件支持的安全存储解决方案。

概述文档

基础架构分析

加密与安全机制

系统管理与控制

平台集成与配置

性能优化与测试

高级特性与架构

​SE050 Secure Element Storage Analysis

​Overview

​SE050 Architecture Integration

​系统架构层次

​支持的 SE050 设备型号

​SSS (Secure Storage Service) API Integration

​核心上下文结构

​会话初始化和认证

​Object Management and Lifecycle

​对象标识符管理

​对象生命周期管理

​1. OID 生成和内存管理

​2. 对象删除和水印验证

​3. 瞬态对象清理机制

​SCP03 Security Protocol Implementation

​SCP03 密钥结构

​SCP03 认证和加密通道建立

​SCP03 密钥轮换机制

​HUK 基密钥派生

​Advanced Cryptographic Features

​对象访问策略定义

​支持的密码学算法

​1. 非对称密码学

​2. 对称密码学

​密钥证明和认证

​PTA (Pseudo Trusted Application) Interfaces

​APDU 接口 PTA

​SCP03 管理 PTA

​Configuration and Build System

​核心配置选项

​密码学驱动启用

​Device Information and Diagnostics

​SE050 设备信息检索

​内存和资源监控

​Security Considerations and Best Practices

​1. 密钥管理安全

​2. 对象生命周期安全

​3. 通信安全

​4. 平台集成安全

​Performance Optimization

​1. 批量操作优化

​2. 缓存和预取优化

​Compliance and Certification

​1. 认证标准支持

​2. 行业标准合规

​Summary

​核心优势

​适用场景