OpenPGP 应用

CanoKey OpenPGP 应用实现了 OpenPGP 智能卡应用规范 3.4 版的全部必备特性，以及一组可选和厂商特有的特性。本页记录实现所暴露的命令及 CanoKey 特有的行为。标准命令和数据对象定义请参阅该规范。

1. 应用与传输

1.1 AID

OpenPGP 应用标识符前缀为：

D2 76 00 01 24 01

使用 00 A4 04 00 06 D27600012401 选择该应用。Application Related Data 中返回的完整 AID 还会附加版本字节 03 04、厂商 ID F1 D0、四字节设备序列号以及两个字节 00。

1.2 APDU 传输

CanoKey 接受短 APDU。命令使用 CLA = 00；固件版本 3.1.1 及更高版本还接受对以下指令使用 ISO 7816-4 命令链（CLA = 10）：

  • 持卡人证书的 Put Data（INS = DA，P1 = 7F，P2 = 21）
  • Import Key（INS = DB）
  • PSO Decipher（INS = 2A，P1 = 80，P2 = 86）

当响应数据无法在一次响应中返回时，CanoKey 返回 61xx。使用 Get Response（INS = C0）获取剩余数据。

1.3 指令

INS 名称 定义
20 Verify OpenPGP 卡规范
24 Change Reference Data OpenPGP 卡规范
2A PSO: Compute Digital Signature / Decipher OpenPGP 卡规范
2C Reset Retry Counter OpenPGP 卡规范
44 Activate File OpenPGP 卡规范
47 Generate Asymmetric Key Pair OpenPGP 卡规范
84 Get Challenge OpenPGP 卡规范
88 Internal Authenticate OpenPGP 卡规范
A4 Select ISO 7816-4
A5 Select Data OpenPGP 卡规范
C0 Get Response ISO 7816-4
CA Get Data OpenPGP 卡规范
CC Get Next Data OpenPGP 卡规范
DA Put Data OpenPGP 卡规范
DB Import Key OpenPGP 卡规范
E6 Terminate DF OpenPGP 卡规范
F2 Set PIN Retries CanoKey 扩展，3.1.1+

该规范的以下可选特性不受支持：KDF、Secure Messaging、AES，以及 Manage Security Environment 命令。

2. PIN 与重试计数器

该应用使用三个密码：用户 PIN（PW1，引用 81 和 82）、Admin PIN（PW3，引用 83），以及可选的 Reset Code（RC）。

项目 默认值 最小长度 最大长度 默认重试次数
PIN (PW1) 123456 6 64 3
Admin PIN (PW3) 12345678 8 64 3
Reset Code (RC) 未设置 8 64 3

Verify 使用 P1 = 00，P2 = 81（用于签名的 PW1）、P2 = 82（用于解密和认证的 PW1）或 P2 = 83（PW3）。P1 = FF 重置相应的验证状态。空数据字段用于查询状态而不执行验证：若已验证，应用返回 9000；否则返回 63Cx 并附带剩余重试次数，或在锁定时返回 6983。

PW Status 数据对象（C4）的第一个字节控制以引用 81 验证的 PW1 是被每次签名消耗（00，出厂默认：每次 PSO 签名都需要验证）还是被保留（01）。

Reset Retry Counter 接受 P1 = 00（数据字段中为 Reset Code；未设置 Reset Code 时会被拒绝并返回 6982），或 P1 = 02（需先验证 Admin PIN）。两种情况下，数据字段中随后都应跟上新的 PIN。

2.1 Set PIN Retries（3.1.1+）

固件版本 3.1.1 及更高版本允许使用以下命令配置重试次数上限：

00 F2 00 00 03 <pw1-retries> <rc-retries> <pw3-retries>

每个值必须在 1 到 15 之间。需要验证 Admin PIN（PW3）。命令成功执行后，PIN 会被重置为 123456，Admin PIN 会被重置为 12345678，并采用所请求的重试次数上限；已有的 Reset Code 值会被保留，但其重试计数器会更新。

3. 密钥与算法

3.1 密钥槽

共有三个密钥槽，由 Generate Asymmetric Key Pair 和 Import Key 数据字段中的控制引用模板（CRT）标识：

CRT 标签 密钥槽 密钥引用
B6 Signature (SIG) 01
B8 Decryption (DEC) 02
A4 Authentication (AUT) 03

3.2 算法属性

算法属性数据对象 C1（SIG）、C2（DEC）和 C3（AUT）可在验证 Admin PIN 后写入。更改某个槽位的属性会删除其中存储的密钥。DEC 槽位不接受 Ed25519；SIG 和 AUT 槽位不接受 X25519。

算法 属性格式 可用性
RSA 2048 / 3072 / 4096 01 + 模数位宽（2 字节）+ 指数位宽（2 字节，0020） RSA 2048：所有固件版本；RSA 3072 / 4096 生成：2.0.0+
ECDSA / ECDH NIST P-256 13 / 12 + OID 2A 86 48 CE 3D 03 01 07 所有受支持的固件版本
ECDSA / ECDH secp256k1 13 / 12 + OID 2B 81 04 00 0A 所有受支持的固件版本
ECDSA / ECDH NIST P-384 13 / 12 + OID 2B 81 04 00 22 所有受支持的固件版本
ECDSA / ECDH NIST P-521 13 / 12 + OID 2B 81 04 00 23 3.1.1+
Ed25519 (SIG, AUT) 16 + OID 2B 06 01 04 01 DA 47 0F 01 所有受支持的固件版本
X25519 (DEC) 12 + OID 2B 06 01 04 01 97 55 01 05 01 所有受支持的固件版本
SM2 13 / 12 + OID 06 08 2A 81 1C CF 55 01 82 2D 2.0.0+

固件版本 1.6.1 及更早版本仅支持 e = 65537 的 RSA 公钥；这些版本上的卡内 RSA 生成仅限 RSA 2048（RSA 4096 只能导入）。固件版本 2.0.0 及更高版本支持生成 RSA 3072 / 4096 密钥。生成的 RSA 密钥始终使用 e = 65537。

3.3 Generate Asymmetric Key Pair

00 47 <P1> 00 <Lc> <CRT>

P1 = 80 在由数据字段中 CRT 标签选定的槽位生成新密钥（B6 00、B8 00 或 A4 00；也接受五字节形式，如 B6 03 84 01 01）。P1 = 81 读取已有密钥的公钥，若槽位为空则失败并返回 6A88。响应为 7F49 公钥数据对象。生成新的 SIG 密钥会将数字签名计数器清零。

与 Put Data 和 Import Key 不同，该命令不需要验证 Admin PIN。

3.4 PSO 与 Internal Authenticate

  • PSO Compute Digital Signature：00 2A 9E 9A。要求以引用 81 验证 PW1。对于 RSA 密钥，DigestInfo 输入不得超过模数长度的 40%；对于 ECDSA 密钥，摘要会在左侧补零至私钥长度。每次成功签名都会使数字签名计数器（Security Support Template 7A 内的数据对象 93）加一。
  • PSO Decipher：00 2A 80 86。要求以引用 82 验证 PW1。对于 RSA 密钥，数据字段以填充指示字节 00 开头，其后是密文；结果中的 RSA PKCS#1 v1.5 填充会被移除。对于 ECDH 密钥，数据字段为 Cipher DO A6，其中包含 Public Key DO 7F49，外部公钥放在标签 86 中（短 Weierstrass 曲线为 04 || x || y，X25519 为 x）；返回共享秘密。
  • Internal Authenticate：00 88 00 00。使用 AUT 密钥，要求以引用 82 验证 PW1。输入处理方式与 PSO Compute Digital Signature 相同。

3.5 Import Key

00 DB 3F FF <Lc> <extended header list>

需要验证 Admin PIN。数据字段为扩展头列表 4D，其中包含控制引用模板（B6、B8 或 A4），其后是规范定义的私钥模板（7F48 和 5F48）。导入前必须先设置目标槽位的算法属性。导入 SIG 密钥会将数字签名计数器清零。

3.6 Get Challenge

00 84 00 00 <Le> 返回 Le 个随机字节。

4. 数据对象

4.1 Get Data

Get Data 使用 INS = CA，标签放在 P1:P2 中，数据字段为空。可直接读取的标签：

标签 数据对象 备注
4F AID 包含设备序列号的完整 AID
5E Login data 最长 63 字节
5F50 URL 最长 255 字节
5F52 Historical bytes 常量
65 Cardholder Related Data 包含姓名 5B（39 字节）、语言 5F2D（8 字节）、性别 5F35（1 字节）
6E Application Related Data 构造生成；见下文
7A Security Support Template 包含数字签名计数器 93
7F21 Cardholder certificate 最长 1152 字节；见第 4.3 节
7F66 Extended Length Info 常量
7F74 General Feature Management 声明提供用于用户确认的按键
C4 PW Status PIN 策略字节、长度和重试计数器
DE Key Info 密钥引用及其来源（不存在 / 生成 / 导入）
FA Algorithm Information 各槽位支持的算法属性
0102 触摸缓存时间 CanoKey 扩展；一个字节，单位为秒

Application Related Data 6E 包含 AID 4F、Historical Bytes 5F52、Extended Length Info 7F66、General Feature Management 7F74，以及 Discretionary Data Objects 73（Extended Capabilities C0、Algorithm Attributes C1-C3、PW Status C4、Fingerprints C5、CA Fingerprints C6、Key Generation Dates CD、Key Info DE 和 UIF 对象 D6-D8）。

4.2 Put Data

Put Data 使用 INS = DA，标签放在 P1:P2 中。所有写入都需要验证 Admin PIN。可写标签：5B、5E、5F2D、5F35、5F50、7F21（固件 3.1.1 及更高版本支持命令链）、C1-C3（算法属性）、C4（仅第一个字节，00 或 01）、C7-C9（密钥指纹）、CA-CC（CA 指纹）、CE-D0（密钥生成日期）、D3（Reset Code；空数据字段将其移除）、D6-D8（UIF），以及 0102（触摸缓存时间）。

4.3 证书实例

Select Data（INS = A5，P1 = 00-02，P2 = 04，数据 60 04 5C 02 7F 21）选择后续对 7F21 执行 Get Data 或 Put Data 时所用的 SIG、DEC 或 AUT 证书实例。在对 7F21 执行 Get Data 之后，Get Next Data（INS = CC，P1:P2 = 7F21）返回下一个实例。

5. 触摸策略

每个密钥槽都有一个 User Interaction Flag（UIF）数据对象——D6（SIG）、D7（DEC）、D8（AUT）——保存两个字节：策略和确认类型（20，按键）。策略取值如下：

取值 含义
00 关闭：不要求触摸
01 开启：要求触摸，在触摸缓存时间内缓存
02 永久开启：要求触摸，无法改回

设置策略需要验证 Admin PIN。取值为 02 的策略此后无法修改（会被拒绝并返回 6985）。触摸缓存时间存储在一字节数据对象 0102 中（0-255 秒；00 为出厂默认值，表示禁用缓存）。

触摸仅在 USB 接口上强制执行；NFC 连接时不要求触摸。如果触摸超时或被取消，命令失败并返回 6600。

相同的设置也可以通过 Admin 应用指令 09h（SIG / DEC / AUT 触摸策略和缓存时间）管理；参见 Admin 应用文档。

6. Terminate 与 Activate

Terminate DF（00 E6 00 00）在 PW3 未被锁定时需要验证 Admin PIN；一旦 PW3 被锁定，则无需验证即可执行。终止之后，除 Select 和 Activate File 外的所有命令都会失败并返回 6285。

Activate File（00 44 00 00）仅在终止状态下被接受，并将应用恢复为出厂状态：所有密钥、证书、数据对象和 PIN 配置都会被重置为前文所述的默认值。

7. 状态码

SW 含义
9000 成功
6285 应用已终止
63Cx 验证失败，剩余 x 次重试
6600 触摸超时或被取消
6700 长度错误
6982 安全状态不满足（需要验证）
6983 密码已锁定
6985 条件不满足
6A80 数据错误
6A82 文件或应用未找到
6A86 P1 / P2 错误
6A88 引用的数据未找到
6D00 指令不受支持
6E00 类别不受支持