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  • Committer: Al Stone
  • Date: 2012-02-09 01:17:20 UTC
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Lines of Context:
 
1
Qemu CCID Device Documentation.
 
2
 
 
3
Contents
 
4
1. USB CCID device
 
5
2. Building
 
6
3. Using ccid-card-emulated with hardware
 
7
4. Using ccid-card-emulated with certificates
 
8
5. Using ccid-card-passthru with client side hardware
 
9
6. Using ccid-card-passthru with client side certificates
 
10
7. Passthrough protocol scenario
 
11
8. libcacard
 
12
 
 
13
1. USB CCID device
 
14
 
 
15
The USB CCID device is a USB device implementing the CCID specification, which
 
16
lets one connect smart card readers that implement the same spec. For more
 
17
information see the specification:
 
18
 
 
19
 Universal Serial Bus
 
20
 Device Class: Smart Card
 
21
 CCID
 
22
 Specification for
 
23
 Integrated Circuit(s) Cards Interface Devices
 
24
 Revision 1.1
 
25
 April 22rd, 2005
 
26
 
 
27
Smartcard are used for authentication, single sign on, decryption in
 
28
public/private schemes and digital signatures. A smartcard reader on the client
 
29
cannot be used on a guest with simple usb passthrough since it will then not be
 
30
available on the client, possibly locking the computer when it is "removed". On
 
31
the other hand this device can let you use the smartcard on both the client and
 
32
the guest machine. It is also possible to have a completely virtual smart card
 
33
reader and smart card (i.e. not backed by a physical device) using this device.
 
34
 
 
35
2. Building
 
36
 
 
37
The cryptographic functions and access to the physical card is done via NSS.
 
38
 
 
39
Installing NSS:
 
40
 
 
41
In redhat/fedora:
 
42
    yum install nss-devel
 
43
In ubuntu/debian:
 
44
    apt-get install libnss3-dev
 
45
    (not tested on ubuntu)
 
46
 
 
47
Configuring and building:
 
48
    ./configure --enable-smartcard && make
 
49
 
 
50
3. Using ccid-card-emulated with hardware
 
51
 
 
52
Assuming you have a working smartcard on the host with the current
 
53
user, using NSS, qemu acts as another NSS client using ccid-card-emulated:
 
54
 
 
55
    qemu -usb -device usb-ccid -device ccid-card-emualated
 
56
 
 
57
4. Using ccid-card-emulated with certificates
 
58
 
 
59
You must create the certificates. This is a one time process. We use NSS
 
60
certificates:
 
61
 
 
62
    certutil -d /etc/pki/nssdb -x -t "CT,CT,CT" -S -s "CN=cert1" -n cert1
 
63
 
 
64
Note: you must have exactly three certificates.
 
65
 
 
66
Assuming the current user can access the certificates (use certutil -L to
 
67
verify), you can use the emulated card type with the certificates backend:
 
68
 
 
69
    qemu -usb -device usb-ccid -device ccid-card-emulated,backend=certificates,cert1=cert1,cert2=cert2,cert3=cert3
 
70
 
 
71
5. Using ccid-card-passthru with client side hardware
 
72
 
 
73
on the host specify the ccid-card-passthru device with a suitable chardev:
 
74
 
 
75
    qemu -chardev socket,server,host=0.0.0.0,port=2001,id=ccid,nowait -usb -device usb-ccid -device ccid-card-passthru,chardev=ccid
 
76
 
 
77
on the client run vscclient, built when you built the libcacard library:
 
78
    libcacard/vscclient <qemu-host> 2001
 
79
 
 
80
6. Using ccid-card-passthru with client side certificates
 
81
 
 
82
Run qemu as per #5, and run vscclient as follows:
 
83
(Note: vscclient command line interface is in a state of change)
 
84
 
 
85
    libcacard/vscclient -e "db=\"/etc/pki/nssdb\" use_hw=no soft=(,Test,CAC,,cert1,cert2,cert3)" <qemu-host> 2001
 
86
 
 
87
7. Passthrough protocol scenario
 
88
 
 
89
This is a typical interchange of messages when using the passthru card device.
 
90
usb-ccid is a usb device. It defaults to an unattached usb device on startup.
 
91
usb-ccid expects a chardev and expects the protocol defined in
 
92
cac_card/vscard_common.h to be passed over that.
 
93
The usb-ccid device can be in one of three modes:
 
94
 * detached
 
95
 * attached with no card
 
96
 * attached with card
 
97
 
 
98
A typical interchange is: (the arrow shows who started each exchange, it can be client
 
99
originated or guest originated)
 
100
 
 
101
client event      |      vscclient           |    passthru    |     usb-ccid  |  guest event
 
102
----------------------------------------------------------------------------------------------
 
103
                  |      VSC_Init            |                |               |
 
104
                  |      VSC_ReaderAdd       |                |     attach    |
 
105
                  |                          |                |               |  sees new usb device.
 
106
card inserted ->  |                          |                |               |
 
107
                  |      VSC_ATR             |   insert       |     insert    |  see new card
 
108
                  |                          |                |               |
 
109
                  |      VSC_APDU            |   VSC_APDU     |               | <- guest sends APDU
 
110
client<->physical |                          |                |               |
 
111
card APDU exchange|                          |                |               |
 
112
client response ->|      VSC_APDU            |   VSC_APDU     |               |  receive APDU response
 
113
                                                    ...
 
114
                                    [APDU<->APDU repeats several times]
 
115
                                                    ...
 
116
card removed  ->  |                          |                |               |
 
117
                  |      VSC_CardRemove      |   remove       |    remove     |   card removed
 
118
                                                    ...
 
119
                                    [(card insert, apdu's, card remove) repeat]
 
120
                                                    ...
 
121
kill/quit         |                          |                |               |
 
122
  vscclient       |                          |                |               |
 
123
                  |      VSC_ReaderRemove    |                |    detach     |
 
124
                  |                          |                |               |   usb device removed.
 
125
 
 
126
 
 
127
8. libcacard
 
128
 
 
129
ccid-card-passthru and vscclient use libcacard as the card emulator.
 
130
libcacard implements a completely virtual CAC (DoD standard for smart cards)
 
131
compliant card and uses NSS to actually retrive certificates and do any
 
132
encryption using the backend (real reader + card or file backed certificates).
 
133
 
 
134
For documentation of cac_card see README in libcacard subdirectory.
 
135