C 消息签名 (mavgen)

MAVLink 2的关键功能之一是支持消息签名(认证)。

由 mavgen 生成的 C 库提供了支持在 MAVLink 系统中签名所需的几乎所有内容。您需要将一些代码添加到:

处理 SETUP_SIGNING 消息。
在链接上设置和拆分签名。
在持久存储中保存并加载密钥和时间戳
执行回拨以确定哪些(如果有) 未签名消息将被接受。

密钥管理 (SETUP_SIgner)

密匙是 32 字节，用于创建可以由密钥的其他持有人验证的消息签名。创建、存储、日志记录和共享密钥的一般要求包含在: Message Signing > Secret Key Management 中。

下面的 Enabling Signing on a Channel 部分显示了如何设置每个通道使用的密钥。

处理时间戳

时间戳是48位，自2015年1月1日起单位为10微秒。管理时间戳的一般要求载于 Message Signing > Timestamp Handling。

该库自动处理一些规则：

时间戳在从链接发送的每包消息上都增加一个。
更新时间戳，以便与最后接受的消息（如果它大于当前的当地时间戳）相匹配。
如果频道上的消息时间戳是在该频道上收到的最后一条消息之前，消息将被拒绝。

每个 MAVLink 系统都有责任储存和恢复时间戳（这对于签字系统的安全至关重要）。下面的 Enabling Signing on a Channel 部分显示了如何设置时间戳。

启用频道签名

要在通道上启用签名, 您需要在通道的 status 结构中填写两个指针。这两个指针是:

mavlink_signing_t *signing;
mavlink_signing_streams_t *signing_streams;

signing 指针控制签名。它是按流进行的，包含密匙、时间戳和一组标志，加上接受未签名数据包的可选回调函数。典型的设置是:

mavlink_signing_t signing;
memset(&signing, 0, sizeof(signing));
memcpy(signing.secret_key, key.secret_key, 32);
signing.link_id = (uint8_t)chan;
signing.timestamp = key.timestamp; 
signing.flags = MAVLINK_SIGNING_FLAG_SIGN_OUTGOING;
signing.accept_unsigned_callback = accept_unsigned_callback;

mavlink_status_t *status = mavlink_get_channel_status(chan);
status.signing = &signing;

signing 0> 指针是一个用于记录上一个 <code>(linkId,srcSystem,Srcmenter) 图形的时间戳的结构。这必须指向所有通道共有的结构, 以防止通道间重播攻击。典型设置:

mavlink_status_t *status = mavlink_get_channel_status(chan);
status.signing_streams = &signing_streams;

MAVLINK_MAX_SIGNING_STREAMS 宏提供了支持的最大签名流数。这默认为 16, 但对于 gcs 实现来说, 这一点可能是值得的。如果C的执行超出了签名的流程，那么新流将被拒绝。

使用 accept_unsigned_callback

Message Signing > Accepting Unsigned Packets</0 > 和 Accepting Incorrectly Signed packets 指定消息签名实现应提供机制, 以便图书馆用户可以选择有条件地接受未签名或不正确签名的数据包。</p>

C执行提供了accept_unsigned_callback 为此目的函数指针，可以在签署结构中设置。此函数的C原型是：

bool accept_unsigned_callback(const mavlink_status_t *status, uint32_t msgId);

如果设置，此函数将被调用于任何未签名的数据 (包括所有 MAVLink 1 数据包) 或者任何签名不正确的数据包。该功能为执行工作提供了一个途径，允许未签名的数据包被接受（并且错误地签名的数据包，在某些情况下可以接受）。

关于哪些未签名包应该接受的规则是具体的执行，但建议考虑以下规则：

有一个机制标记一个特定的通信频道，使其安全（例如 USB 连接），以便能够签名设置。
总是接受 RADIIO_STATUS 数据包从3DS 电台反馈 (没有签名)

例如：

static const uint32_t unsigned_messages[] = {
    MAVLINK_MSG_ID_RADIO_STATUS
};

static bool accept_unsigned_callback(const mavlink_status_t *status, uint32_t message_id)
{
    // Make the assumption that channel 0 is USB and should always be accessible
    if (status == mavlink_get_channel_status(MAVLINK_COMM_0)) {
        return true;
    }

    for (unsigned i = 0; i < sizeof(unsigned_messages) / sizeof(unsigned_messages[0]); i++) {
        if (unsigned_messages[i] == message_id) {
            return true;
        }
    }

    return false;
}

处理链接ID

link_id 在MAVLink 2 签名结构中的字段，目的是防止交叉频道重播攻击。如果没有 链接_id 攻击者可在一个频道上记录一个数据包(例如解除武装请求)，然后再回到一个不同频道。

使用链接ID的意图是，自动试验机和GCS之间的每个通信渠道都使用不同的链接ID。但是，没有要求在两个方案中使用同样的链接ID。

C 执行显然的机制是使用 MAVLink 频道编号为链接ID。这对于自驾仪工作大有助益，但成为 GCS 实现的一个问题。问题是，用户可以通过不同的通信链接（例如两个无线电或 USB 和 USB）无线电发射多个 GCS 实例，与同一自动飞行器进行交谈。这些多个 GCS 实例将不会意识到彼此，因此可以选择同一链接ID。如果发生这种情况，许多正确签名的数据包将被自驾仪拒绝，因为它们的时间戳比收到其他通信链接上相同的流时间戳更早。

在MAVProxy所采用的解决办法如下：

if (msg.get_signed() and
    self.mav.signing.link_id == 0 and
    msg.get_link_id() != 0 and
    self.target_system == msg.get_srcSystem() and
    self.target_component == msg.get_srcComponent()):
    # change to link_id from incoming packet
    self.mav.signing.link_id = msg.get_link_id()

这就是说，如果 MAVProx 使用的当前链接ID为零，它收到一个与非零链接ID的正确签名数据包，那么它将链接ID切换到接收的数据包。

这将使 GCS 从链接ID与自动试验器的链接ID具有影响。

Message Signing