Acesso a um NetHSM usando a API REST#

Este tutorial demonstra como aceder ao NetHMS via REST API. A interface está documentada aqui, e a sua especificação está disponível como RAML e como OpenAPI (Swagger).

Nota

Se utilizar uma instância de demonstração NetHSM com um certificado autoassinado, por exemplo utilizando a imagem Docker, terá de utilizar a opção –insecure/-k para o encaracolamento para saltar a verificação do certificado.

Nota

Primeiro defina o valor de $NETHSM_HOST para o endereço IP ou URL do seu NetHSM. O nosso servidor de demonstração pode ser contactado em https://nethsmdemo.nitrokey.com/

Primeiro, vamos ver o que temos aqui:

$ curl -i -w '\n' https://$NETHSM_HOST/api/v1/info

HTTP/1.1 200 OK
content-length: 45
content-type: application/json
date: Mon, 25 Jan 2021 21:00:27 GMT
etag: "7bab62510e05c332735624bc7a585a30"
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

{"vendor":"Nitrokey GmbH","product":"NetHSM"}

Nota

A opção -i/–incluir faz com que o encaracolamento imprima o código de estado HTTP e os cabeçalhos de resposta. A opção -w “n”/–escrita “n” a opção adiciona uma nova linha após o corpo de resposta.

Veja qual é o estado do dispositivo:

$ curl -i -w '\n' https://$NETHSM_HOST/api/v1/health/state

HTTP/1.1 200 OK
cache-control: no-cache
content-length: 25
content-type: application/json
date: Mon, 25 Jan 2021 20:57:32 GMT
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

{"state":"Unprovisioned"}

Inicialização#

Um novo NetHSM precisa de ser provisionado primeiro com frases-passe e a hora actual. A Frases mineira é a frase-chave do Administrador, que é o superutilizador do NetHSM. A Frasase de Bloqueio é utilizada para encriptar o armazenamento de dados confidenciais do NetHSM.

Nota

A instância de demonstração do NetHSM em nethsmdemo.nitrokey.com já está provisionada.

$ curl -i -w '\n' -X POST https://$NETHSM_HOST/api/v1/provision \
-H "content-type: application/json" \
-d "{ adminPassphrase: \"adminPassphrase\", unlockPassphrase: \"unlockPassphrase\", \
systemTime: \"$(date --utc -Iseconds)\"}"

HTTP/1.1 204 No Content
cache-control: no-cache
content-type: application/json
date: Wed, 11 Nov 2020 16:35:44 GMT
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

NetHSM pode ser usado no modo Attended Boot e Unattended Boot mode.

  • No modo de Botão Assistido, a Senha de Bloqueio precisa de ser introduzida durante cada início, que é utilizada para encriptar o armazenamento de dados. Por razões de segurança, este modo é recomendado.

  • No modo de inicialização desacompanhada* não é necessária uma senha de desbloqueio, portanto o NetHSM pode iniciar sem supervisão e o armazenamento de dados é armazenado sem criptografia. Use este modo se os seus requisitos de disponibilidade não puderem ser cumpridos com o modo Attended Boot.

Recuperar o modo actual:

$ curl -i -w '\n' -u admin \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/config/unattended-boot

HTTP/1.1 200 OK
content-length: 16
content-type: application/json
date: Wed, 21 Apr 2021 10:20:55 GMT
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

{"status":"off"}

Alternar para o modo de inicialização desacompanhada*:

$ curl -i -w '\n' -X PUT -H "content-type: application/json" \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/config/unattended-boot -d "{ status: \"on\"}"

HTTP/1.1 204 No Content
content-type: application/json
date: Wed, 21 Apr 2021 10:24:25 GMT
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

Ou volte para o modo Attended Boot:

$ curl -i -w '\n' -u admin -X PUT -H "content-type: application/json" \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/config/unattended-boot -d "{ status: \"off\"}"

HTTP/1.1 204 No Content
content-type: application/json
date: Wed, 21 Apr 2021 10:24:53 GMT
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

Gestão de usuários#

Criar um usuário#

Agora crie um novo usuário com a função de operador que pode ser usado para assinar e decodificar dados. Note que o NetHSM atribui um ID de usuário aleatório se não o especificarmos.

$ curl -i -w '\n' -u admin \
"https://$NETHSM_HOST/api/v1/users/operator" -X PUT \
-H "content-type: application/json" -d "{\"realName\": \"Jane User\", \
\"role\": \"Operator\", \"passphrase\": \"opPassphrase\"}"

HTTP/1.1 201 Created
content-length: 0
content-type: application/json
date: Wed, 21 Apr 2021 10:25:27 GMT
location: /api/v1/users/operator
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

Gestão de chaves#

O NetHSM suporta chaves RSA, ED25519 e ECDSA. Ao criar uma chave, é necessário seleccionar tanto o algoritmo de chave como os mecanismos de chave a utilizar. As chaves RSA podem ser utilizadas para descodificação (com os modos raw, PKCS#1 e OAEP com MD5, SHA1, SHA224, SHA256, SHA384 ou SHA512) e para assinaturas (com os modos PKCS#1 e PSS com MD5, SHA1, SHA224, SHA256, SHA384 ou SHA512). Os outros algoritmos suportam apenas o mecanismo de assinatura.

Para uma lista completa dos algoritmos e mecanismos de chave disponíveis, consulte a documentação da API para os tipos KeyAlgorithm e KeyMechanism.

Gerar Chaves#

Nesta secção, queremos usar uma chave RSA para decifrar dados usando PKCS#1 e para assinar dados com PSS usando SHA256. Assim, vamos gerar uma nova chave no NetHSM. Certifique-se de usar o algoritmo RSA e de seleccionar os mecanismos de chave RSA_Signature_PSS_SHA256 e RSA_Decryption_PKCS1. Se não especificar um ID de chave, o NetHSM irá gerar um ID aleatório para a nova chave.

$ curl -i -w '\n' -u admin -X POST \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/keys/generate -H "content-type: application/json" \
-d "{ \"mechanisms\": [ \"RSA_Signature_PSS_SHA256\", \"RSA_Decryption_PKCS1\" ], \
\"type\": \"RSA\",  \"length\": 2048,  \"id\": \"myFirstKey\"}"

HTTP/1.1 201 Created
cache-control: no-cache
content-length: 0
content-type: application/json
date: Tue, 26 Jan 2021 05:54:09 GMT
location: /api/v1/keys/0ead0d9dd849cecf845c
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

Chaves de Importação#

Em vez de gerar uma chave no NetHSM, você também pode importar chaves privadas existentes para o NetHSM:

$ curl -i -w '\n' -u admin -X PUT \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/keys/mySecondKey -H "content-type: application/json" \
-d "{ \"mechanisms\": [ \"RSA_Signature_PSS_SHA256\", \"RSA_Decryption_PKCS1\" ], \
\"type\": \"RSA\",  \"key\": {\"primeP\": \"AOnWFZ+JrI/xOXJU04uYCZOiPVUWd6CSbVseEYrYQYxc7dVroePshz29tc+VEOUP5T0O8lXMEkjFAwjW6C9QTAsPyl6jwyOQluMRIkdN4/7BAg3HAMuGd7VmkGyYrnZWW54sLWp1JD6XJG33kF+9OSar9ETPoVyBgK5punfiUFEL\", \"primeQ\": \"ANT1kWDdP9hZoFKT49dwdM/S+3ZDnxQa7kZk9p+JKU5RaU9e8pS2GOJljHwkES1FH6CUGeIaUi81tRKe2XZhe/163sEyMcxkaaRbBbTc1v6ZDKILFKKt4eX7LAQfhL/iFlgi6pcyUM8QDrm1QeFgGz11ChM0JuQw1WwkX06lg8iv\", \"publicExponent\": \"AQAB\"}}"

HTTP/1.1 204 No Content
content-type: application/json
date: Wed, 21 Apr 2021 10:37:23 GMT
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

Chaves de Lista#

Para ter certeza de que a chave foi criada e tem as configurações corretas de algoritmo e mecanismo, podemos consultar todas as chaves no NetHSM:

$ curl -i -w '\n' -u admin
HTTP/1.1 200 OK
content-length: 39
content-type: application/json
date: Tue, 26 Jan 2021 05:56:24 GMT
etag: "34353234366432333063663739313939346635316666343937333564653434333937613237626139"
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

[{"key":"myFirstKey"},{"key":"mySecondKey"}]

Mostrar detalhes chave#

Também podemos consultar a chave pública do par de chaves gerado:

$ curl -s -w '\n' -u admin https://$NETHSM_HOST/api/v1/keys/myFirstKey

{"mechanisms":["RSA_Decryption_PKCS1","RSA_Signature_PSS_SHA256"],"type":"RSA","modulus":"td583uBYRfO7qtvPoQF7liUh8gq3zckCk9LpCfblx2S0HdOvButfD4TyH4EMiZj3NhEoq18BZhqhxTL22UyNJwYJd2tCF4EbgTaj/Z3LeCPoGN5LjadFCsYriPeHsdnuLmTK6KsmTAP/CWJ+u3LesU5bCGWbDnPjv2WaLTeiMuNw1347gj1drft8jFA9SmOFjZxM9pq2Hk1nQSYpeAPCnigC7hLwAWgzKqVQv/J7VVWat3ke/jOrxFiRDFIeC3qxtBs6T7GYwqmsxkxgqKDljTAH4qMrC9vgVbbFPffe8UgmtDfvQ0ghP57b3HYZDON90MJ2qrU944E74g+ua6unTw==","publicExponent":"AQAB","operations":0}

Para poder utilizar a chave com OpenSSL, exportamo-la como ficheiro PEM e armazenamo-la como public.pem:

$ curl -u operator -X GET \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/keys/myFirstKey/public.pem -o public.pem

Podemos inspeccionar a chave com OpenSSL e utilizá-la para encriptação ou verificação de assinatura (como descrito na secção seguinte):

$ openssl rsa -in public.pem -pubin -text

RSA Public-Key: (2048 bit)
Modulus:
    00:c3:56:f5:09:cc:a9:3e:ca:16:2e:fb:d2:8b:9d:
    a9:33:5a:87:8f:3f:7a:bb:8a:3d:62:9b:5d:56:84:
    95:97:bb:97:f0:77:e2:c8:59:f2:b5:c6:b7:f5:b3:
    76:69:a3:e8:f6:b7:35:f4:3c:52:6d:3c:a0:b6:a1:
    e4:1a:32:05:1d:51:68:21:7d:fc:53:69:ec:bc:0b:
    a0:db:63:b2:0e:47:00:03:4d:98:1f:ab:c0:7b:2e:
    3c:8f:b6:36:ff:f0:db:80:26:f0:a6:af:30:2f:7b:
    16:fd:5c:db:0f:2c:54:8a:26:2b:db:3d:78:49:4b:
    7b:d1:60:ea:a7:f0:b4:5e:fc:33:ff:57:f8:83:fd:
    12:64:8f:29:d1:94:96:9a:15:18:5d:04:ca:1c:29:
    44:ad:42:31:c5:80:38:4c:eb:3b:b8:7e:17:27:5c:
    69:a8:88:44:ea:d1:82:64:fe:51:31:47:97:a7:a9:
    87:c3:13:c9:00:7a:b9:fb:6f:cc:66:4c:07:d7:68:
    fa:78:68:9a:e7:87:1e:94:c6:27:92:5f:f2:7d:11:
    44:11:b5:39:35:59:2c:cd:f9:4f:59:e3:56:93:1f:
    94:20:fd:6b:23:0d:15:e6:4e:bb:84:a8:a5:0d:9f:
    1c:90:ab:a8:10:04:50:12:c1:80:02:94:85:78:df:
    d6:b3
Exponent: 65537 (0x10001)
writing RSA key
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEAw1b1CcypPsoWLvvSi52p
M1qHjz96u4o9YptdVoSVl7uX8HfiyFnytca39bN2aaPo9rc19DxSbTygtqHkGjIF
HVFoIX38U2nsvAug22OyDkcAA02YH6vAey48j7Y2//DbgCbwpq8wL3sW/VzbDyxU
iiYr2z14SUt70WDqp/C0Xvwz/1f4g/0SZI8p0ZSWmhUYXQTKHClErUIxxYA4TOs7
uH4XJ1xpqIhE6tGCZP5RMUeXp6mHwxPJAHq5+2/MZkwH12j6eGia54celMYnkl/y
fRFEEbU5NVkszflPWeNWkx+UIP1rIw0V5k67hKilDZ8ckKuoEARQEsGAApSFeN/W
swIDAQAB
-----END PUBLIC KEY-----

Principais Certificados#

É possível definir e consultar certificados para as chaves armazenadas em uma instância do NetHSM:

$ curl -i -w '\n' -u admin -X PUT \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/keys/myFirstKey/cert -H "content-type: application/x-pem-file" \
--data-binary @/tmp/cert.pem

HTTP/1.1 201 Created
content-length: 0
content-type: text/html
date: Thu, 20 May 2021 19:15:39 GMT
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language
 $ curl -s -w '\n' -u operator -X GET \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/keys/myFirstKey/cert > /tmp/cert.pem
$ curl -i -w '\n' -u admin -X DELETE \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/keys/myFirstKey/cert

HTTP/1.1 204 No Content
content-type: text/html
date: Thu, 20 May 2021 19:14:45 GMT
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

Pedidos de Assinatura de Certificados Chave#

O NetHSM suporta a geração de Solicitações de Assinatura de Certificado (CSR) para as chaves armazenadas:

$ curl -s -w '\n' -u operator -X POST \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/keys/myFirstKey/csr.pem -H "content-type: application/json" \
-d "{ \"countryName\": \"DE\", \"stateOrProvinceName\": \"BE\", \
\"localityName\": \"Berlin\", \"organizationName\": \"ACME\", \
\"organizationalUnitName\": \"IT\", \"commonName\": \"example.com\", \
\"emailAddress\": \"it@example.com\" }" > /tmp/cert.pem

Operações Chave#

Decodificação#

Podemos encriptar dados para a chave armazenada no NetHSM utilizando o OpenSSL. (public.pem é o ficheiro da chave pública que criámos na secção Show Key Details).

$ echo 'NetHSM rulez!' | OpenSSL rsautl -encrypt -inkey public.pem -pubin | base64 > data.crypt

Agora podemos usar o NetHSM para decifrar os dados:

$ curl -s -u operator -X POST \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/keys/myFirstKey/decrypt -H "content-type: application/json" \
-d "{ \"mode\": \"PKCS1\", \"encrypted\": \"$(cat data.crypt)\"}" | \
jq -r .decrypted | base64 -d

NetHSM rulez!

Assinatura#

Da mesma forma, podemos assinar os dados utilizando a chave no NetHSM. Para a RSA e ECDSA, temos de calcular primeiro uma digestão:

$ echo 'NetHSM rulez!' > data
$ openssl dgst -sha256 -binary data | base64 > data.digest

Depois podemos criar uma assinatura a partir deste resumo usando o NetHSM:

$ curl -s -u operator -X POST \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/keys/myFirstKey/sign -H "content-type: application/json" \
-d "{ \"mode\": \"PSS_SHA256\", \"message\": \"$(cat data.digest)\"}" | \
jq -r .signature | base64 -d > data.sig

E depois utilizar o OpenSSL para verificar a assinatura:

$ openssl dgst -sha256 -verify public.pem -signature data.sig \
-sigopt rsa_padding_mode:pss -sigopt rsa_pss_saltlen:-1 data

Verified OK

Cópias de segurança#

É possível criar uma cópia de segurança do NetHSM que contém tanto a configuração como as chaves armazenadas. Para criar uma cópia de segurança, é necessário primeiro definir uma frase-chave de cópia de segurança que é utilizada para encriptar o ficheiro de cópia de segurança:

$ curl -i -w '\n' -u admin -X PUT \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/config/backup-passphrase -H "content-type: application/json" \
-d "{\"passphrase\": \"backupencryptionkey\"}"

HTTP/2 204
server: nginx/1.14.2
date: Sat, 08 May 2021 10:26:36 GMT
cache-control: no-cache
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language
strict-transport-security: max-age=63072000; includeSubDomains; preload
x-frame-options: DENY
x-content-type-options: nosniff
x-xss-protection: 1; mode=block
x-permitted-cross-domain-policies: none

Agora você tem que criar um usuário com a função R-Backup:

$ curl -i -w '\n' -u admin -X PUT \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/users/backup -H "content-type: application/json" \
-d "{\"realName\": \"Backup User\", \"role\": \"Backup\", \
\"passphrase\": \"backupPassphrase\"}"

HTTP/2 201
server: nginx/1.14.2
date: Sat, 08 May 2021 10:30:45 GMT
content-type: application/json
content-length: 0
location: /api/v1/users/backup
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language
strict-transport-security: max-age=63072000; includeSubDomains; preload
x-frame-options: DENY
x-content-type-options: nosniff
x-xss-protection: 1; mode=block
x-permitted-cross-domain-policies: none

Obtenha a cópia de segurança e guarde-a num ficheiro:

$ curl -s -u backup -X POST \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/system/backup > /tmp/nethsm-backup

Este ficheiro de cópia de segurança pode ser restaurado apenas numa instância não prevista da NetHSM:

$ curl -i -X POST \
"https://$NETHSM_HOST/api/v1/system/restore?backupPassphrase=backupencryptionkey&systemTime=$(date --utc +"%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ")" \
 --data-binary @/tmp/nethsm-backup

HTTP/1.1 204 No Content
cache-control: no-cache
content-type: application/json
date: Sat, 08 May 2021 10:59:19 GMT
vary: Accept, Accept-Encoding, Accept-Charset, Accept-Language

Actualizações#

As actualizações para o NetHSM podem ser instaladas num processo em duas etapas. Primeiro tem de carregar a imagem de actualização para o NetHSM. A imagem é então verificada e validada. Se a validação for bem sucedida, as notas de lançamento para a actualização são devolvidas pelo NetHSM:

$ curl -i -w '\n' -u admin -X POST  \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/system/update --data-binary "@/tmp/nethsm-update.img.cpio"

Se você quiser continuar com a instalação, você pode agora comprometer a atualização:

$ curl -i -w '\n' -u admin -X POST  \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/system/commit-update

Alternativamente, você pode cancelar a atualização:

$ curl -i -w '\n' -u admin -X POST  \
https://$NETHSM_HOST/api/v1/system/cancel-update