加密服务：在密码机HSM之间复制密钥

适用的密码机类型

通用密码机（FIPS）

适用场景

两台密码机不在同一集群，密钥无法自动同步的场景。

前提条件

已启动HSM客户端代理（hsm_proxy）。具体操作，请参见启动HSM客户端（hsm_proxy）。

使用的工具

$/opt/hsm/bin/key_mgmt_tool 
Command: loginHSM -u CU -s <yourCuUserName> -p <yourCuUserPassword>

复制对称密钥

以将密码机A中的对称密钥，复制到密码机B中为例介绍。其中：

• 被复制的密钥为AES 256位密钥。

• 封装密钥采用RSA 2048位密钥，公钥指数使用65537。

• 导出复制的密钥时，使用RSA_OAEP（SHA256）封装和解封装方法。

1. 在密码机B中，生成并导出封装密钥。

   1. 执行genRSAKeyPair命令，生成一个RSA密钥作为封装密钥。

      Command:  genRSAKeyPair -m 2048 -e 65537 -l rsa_wrapping_key

      参数	说明
      -m	密钥长度。
      -e	公钥指数。取值在65537~2^31-1之间，且为奇数。
      -l	密钥标签。

      预期输出：

      	Cfm3GenerateKeyPair returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
        Cfm3GenerateKeyPair:    public key handle: 33    private key handle: 32
      	Cluster Status:
      	Node id 0 status: 0x00000000 : HSM Return: SUCCESS

   2. 执行exportPubKey命令，导出RSA公钥。

      Command:  exportPubKey -k 33 -out rsa_wrapping_key.pub 

      参数	说明
      -k	公钥的标识。
      -out	导出后的公钥文件名。

      预期输出：

      	PEM formatted public key is written to rsa_wrapping_key.pub
      	Cfm3ExportPubKey returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS

2. 在密码机A中，使用密码机B中导出的RSA公钥，封装要复制的对称密钥。

   1. 执行genSymKey命令，生成对称密钥。如果您已有对称密钥，请跳过本步骤。

      Command:  genSymKey -t 31 -s 32 -l mySymmetricKey

      参数	说明
      -t	密钥类型。取值： 16：GENERIC_SECRET 21：3DES 31：AES
      -s	密钥长度。单位为字节。 AES类型的密钥：取值为16、 24或32。 3DES类型的密钥：取值为24。 GENERIC_SECRET类型的密钥：取值<= 800。
      -l	密钥标签。

      预期输出：

      Cfm3GenerateSymmetricKey returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
      	Symmetric Key Created.  Key Handle: 29
      	Cluster Status:
      	Node id 0 status: 0x00000000 : HSM Return: SUCCESS

   2. 执行importPubKey命令，导入从密码机B获取的RSA公钥。

      Command:  importPubKey -sess -l rsa_pub_key -f rsa_wrapping_key.pub

      参数	说明
      -sess	密钥用于会话。表示它是临时使用，而非长期存储。
      -l	密钥标签。
      -f	公钥的文件名。

      预期输出：

      	Cfm3CreatePublicKey returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
        Public Key Handle: 28 
      	Cluster Status:
      	Node id 0 status: 0x00000000 : HSM Return: SUCCESS

   3. 执行wrapKey命令，使用上述RSA公钥进行对称密钥的封装并保存到文件。

      Command:  wrapKey -k 29 -w 28 -m 8 -t 3 -out symmetric_key_wrapped_with_rsa.wrap

      参数	说明
      -k	待封装的密钥的标识。
      -w	封装密钥的标识。
      -m	封装方法。取值： 0：AES_CBC_PAD （如果设置了-noheader，则必须提供 IV） 1：AES_CBC （如果设置了-noheader，则必须提供 IV） 4：CLOUDHSM_AES_KEY_WRAP 5：NIST_AES_WRAP_NO_PAD （密钥长度必须是 8 字节的倍数） 6（默认值）：NIST_AES_WRAP_PAD 7：RSA_AES 8：RSA_OAEP （密钥长度必须 <= （Mod_len-2*Hash_len-2） 字节） 9：NIST_TDEA_WRAP （密钥长度必须是 4 字节的倍数） 10：AES_GCM 11：CLOUDHSM_AES_GCM 12：RSA_PKCS （密钥长度必须 <= （Mod_len-11） 字节）
      -t	哈希类型。封装方法为RSA_AES（7）、RSA_OAEP（8）时，需要设置。取值： 2（默认值）：SHA1 3：SHA256 4：SHA384 5：SHA512 6：SHA224
      -out	密钥封装后，保存的文件名称。

      预期输出：

      	Cfm2WrapKey5 returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
      	Key Wrapped.
      	Wrapped Key written to file "symmetric_key_wrapped_with_rsa.wrap" length 525

3. 在密码机B中，执行unWrapKey命令，使用RSA私钥对已封装的对称密钥进行解封装并存入密码机。

   Command:  unWrapKey  -f symmetric_key_wrapped_with_rsa.wrap -w 32 -m 8 -t 3 

   参数	说明
   -f	封装后的密钥文件名称。
   -w	封装密钥的标识。
   -m	封装方法。取值： 0：AES_CBC_PAD （如果设置了-noheader，则必须提供 IV） 1：AES_CBC （如果设置了-noheader，则必须提供 IV） 4：CLOUDHSM_AES_KEY_WRAP 5：NIST_AES_WRAP_NO_PAD 6（默认值）：NIST_AES_WRAP_PAD 7：RSA_AES 8：RSA_OAEP 9：NIST_TDEA_WRAP 10：AES_GCM 11：CLOUDHSM_AES_GCM 12：RSA_PKCS
   -t	哈希类型。封装方法为RSA_AES（7）、RSA_OAEP（8）时，需要设置。取值： 2（默认值）：SHA1 3：SHA256 4：SHA384 5：SHA512 6：SHA224

   	Cfm2UnWrapKey5 returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
   	Key Unwrapped.  Key Handle: 31 
   	Cluster Status:
   	Node id 0 status: 0x00000000 : HSM Return: SUCCESS

复制非对称密钥

以将密码机A中的非对称密钥，复制到密码机B中为例介绍。其中：

• 被复制的密钥为EC secp256k1密钥。

• 封装密钥采用RSA 2048位密钥，公钥指数使用65537。

• 导出复制的密钥时，使用RSA_OAEP（SHA256）封装和解封装方法。

1. 在密码机B中，生成并导出封装密钥。

   1. 执行genRSAKeyPair命令，生成一个RSA密钥作为封装密钥。

      Command:  genRSAKeyPair -m 2048 -e 65537 -l rsa_wrapping_key

      参数	说明
      -m	密钥长度。
      -e	公钥指数。取值在65537~2^31-1之间，且为奇数。
      -l	密钥标签。

      预期输出：

      	Cfm3GenerateKeyPair returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
        Cfm3GenerateKeyPair:    public key handle: 33    private key handle: 32
      	Cluster Status:
      	Node id 0 status: 0x00000000 : HSM Return: SUCCESS

   2. 执行exportPubKey命令，导出RSA公钥。

      Command:  exportPubKey -k 33 -out rsa_wrapping_key.pub 

      参数	说明
      -k	公钥的标识。
      -out	导出后的公钥文件名。

      预期输出：

      	PEM formatted public key is written to rsa_wrapping_key.pub
      	Cfm3ExportPubKey returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS

2. 在密码机A中，使用密码机B中导出的RSA公钥，封装要复制的非对称密钥。

   1. 执行genECCKeyPair命令，生成非对称密钥。如果您已有非对称密钥，请跳过本步骤。

      Command:   genECCKeyPair -i 16 -l  secp256k1_key

      参数	说明
      -i	ECC曲线。取值：1~16。
      -l	密钥标签。

      预期输出：

      	Cfm3GenerateKeyPair returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
      	Cfm3GenerateKeyPair:    public key handle: 29    private key handle: 28
      	Cluster Status:
      	Node id 0 status: 0x00000000 : HSM Return: SUCCESS

   2. 执行importPubKey命令，导入从密码机B获取的RSA公钥。

      Command:  importPubKey -sess -l rsa_pub_key -f rsa_wrapping_key.pub

      参数	说明
      -sess	密钥用于会话。表示它是临时使用，而非长期存储。
      -l	密钥标签。
      -f	公钥的文件名。

      预期输出：

      	Cfm3CreatePublicKey returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
        Public Key Handle: 31 
      	Cluster Status:
      	Node id 0 status: 0x00000000 : HSM Return: SUCCESS

   3. 执行wrapKey命令，使用导入的RSA公钥，对非对称密钥的私钥进行封装。

      Command:  wrapKey -k 28 -w 31 -m 8 -t 3 -out secp256k1_key_wrapped_with_rsa.wrap

      参数	说明
      -k	待封装的密钥的标识。
      -w	封装密钥的标识。
      -m	封装方法。取值： 0：AES_CBC_PAD （如果设置了-noheader，则必须提供 IV） 1：AES_CBC （如果设置了-noheader，则必须提供 IV） 4：CLOUDHSM_AES_KEY_WRAP 5：NIST_AES_WRAP_NO_PAD （密钥长度必须是 8 字节的倍数） 6（默认值）：NIST_AES_WRAP_PAD 7：RSA_AES 8：RSA_OAEP （密钥长度必须 <= （Mod_len-2*Hash_len-2） 字节） 9：NIST_TDEA_WRAP （密钥长度必须是 4 字节的倍数） 10：AES_GCM 11：CLOUDHSM_AES_GCM 12：RSA_PKCS （密钥长度必须 <= （Mod_len-11） 字节）
      -t	哈希类型。封装方法为RSA_AES（7）、RSA_OAEP（8）时，需要设置。取值： 2（默认值）：SHA1 3：SHA256 4：SHA384 5：SHA512 6：SHA224
      -out	密钥封装后，保存的文件名称。

      预期输出：

      	Cfm2WrapKey5 returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
      	Key Wrapped.
      	Wrapped Key written to file "secp256k1_key_wrapped_with_rsa.wrap" length 515

   4. 执行exportPubKey命令，导出非对称密钥的公钥。

      Command:  exportPubKey -k 29 -out secp256k1_key.pub 

      参数	说明
      -k	公钥的标识。
      -out	导出后的公钥文件名。

      预期输出：

      	PEM formatted public key is written to secp256k1_key.pub
      	Cfm3ExportPubKey returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS

3. 在密码机B中，解封装非对称密钥的私钥，并导入非对称密钥的公钥。

   1. 执行unWrapKey命令，使用RSA私钥，对已封装的非对称密钥的私钥，进行解封装。

      Command:  unWrapKey  -f secp256k1_key_wrapped_with_rsa.wrap -w 32 -m 8 -t 3

      参数	说明
      -f	封装后的密钥文件名称。
      -w	封装密钥的标识。
      -m	封装方法。取值： 0：AES_CBC_PAD （如果设置了-noheader，则必须提供 IV） 1：AES_CBC （如果设置了-noheader，则必须提供 IV） 4：CLOUDHSM_AES_KEY_WRAP 5：NIST_AES_WRAP_NO_PAD 6（默认值）：NIST_AES_WRAP_PAD 7：RSA_AES 8：RSA_OAEP 9：NIST_TDEA_WRAP 10：AES_GCM 11：CLOUDHSM_AES_GCM 12：RSA_PKCS
      -t	哈希类型。封装方法为RSA_AES（7）、RSA_OAEP（8）时，需要设置。取值： 2（默认值）：SHA1 3：SHA256 4：SHA384 5：SHA512 6：SHA224

      预期输出：

      	Cfm2UnWrapKey5 returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
      	Key Unwrapped.  Key Handle: 27 
      	Cluster Status:
      	Node id 0 status: 0x00000000 : HSM Return: SUCCESS

   2. 执行importPubKey命令，导入非对称密钥的公钥。

      Command:  importPubKey -l secp256k1_key_pub_imported -f secp256k1_key.pub

      预期输出：

      参数	说明
      -sess	密钥用于会话。表示它是临时使用，而非长期存储。
      -l	密钥标签。
      -f	公钥的文件名。

      	Cfm3CreatePublicKey returned: 0x00 : HSM Return: SUCCESS
      Public Key Handle: 26 
      	Cluster Status:
      	Node id 0 status: 0x00000000 : HSM Return: SUCCESS