Давно и успешно пользуюсь макосью и за долгие накопились персональные настройки и улучшения.

Про эффективную работу с клавиатурой я уже писал в статье Клавиатурные сочетания макоси и русская раскладка, про замену штатного SSH agent на аналогичный из gnupg в статье Меняем ssh-agent на gpg-agent.

Эта статья является уже третьей в серии об использовании смарт-карт. Первая — Смарт-карты и программирование — была написана в 2017 году и все примеры в ней были на языках C и C++. Вторая — Смарт-карты и программирование (java) — в 2019 и в качестве базового использовался язык Java. И вот пришло время для очередной переработки, на этот раз всё на примере python3, код на котором получается компактным, выразительным и понятным. Кроме нового языка за эти годы накопились отзывы, замечания и предложения, появился опыт использования других устройств (криптографических USB-токенов, других типов бесконтактных карт), всё это отражено в тексте, который значительно отличается от предыдущих статей в структуре и формулировках.

Если вы только знакомитесь с этими технологиями, рекомендую читать именно эту статью, я постарался в ней учесть все недостатки прошлых, уточнить и прояснить терминологию, а также более детально раскрыть некоторые моменты. Ещё я добавил несколько новых разделов, которых не было в прошлых статьях: чипы Mifare Ultralight, NFC-метки и NDEF, прямое обращение к радиомодулю считывателя для выполнения произвольных команд NFC, банковские карты МИР, SIM-карты.

Мы все активно пользуемся смарт-картами, даже не зная этого, чиповые банковские карты, NFC-метки, бесконтактные пропуски-ключи, USB-ключ для электронной подписи, сим-карты в телефонах — это всё смарт-карты. В этом очень большом тексте я детально расскажу об использовании смарт-карт на уровне прикладного ПО. Здесь будет много теории, много ссылок на стандарты и спецификации, много кода. Я не ставил цель написать энциклопедию, для этого формата статьи не хватит, но дать обзорное представление о предметной области вполне можно. В конце есть список книг, в которых тема смарт-карт раскрыта детально и системно.

Я выбрал Python за его простоту, доступность, удобство использования и богатую библиотеку модулей. От вас не требуется никаких дополнительных знаний, кроме Python и операционной системы, на которой вы будете запускать код. Изначально всё программное окружение ориентировано на Unix-подобные системы — разнообразные варианты Linux и macOS, однако всё должно работать и в Windows (однако я не проверял). Все демонстрационные программы используют консоль (терминал), поэтому должны работать примерно одинаково везде, я не использую никаких GUI-библиотек, только командную строку.

В тексте статьи нет разделения на отдельный блок с теорией и примерами, вместо этого теория и примеры чередуются, поэтому вы увидите первый код практически в самом начале.

Практически все доступные сторонние материалы (стандарты, спецификации, книги) написаны по-английски, поэтому вам нужно его знать, если хотите самостоятельно изучить тему более глубоко.

Если у вас есть предложения по содержимому, можете писать прямо в комментариях или напрямую на мой email: [email protected]

Эта статья — нечто вроде инструкции по использованию USB криптотокенов в терминале (консоли) линукса и макоси. Ориентирована она прежде всего на российские реалии и рассматривает доступные у нас устройства и программное обеспечение.

Здесь не рассматриваются подробно детали устройства сертификатов и ключей, для этого я рекомендую прочитать статью Ещё больше и лучше о цифровых сертификатах: X.509, PKI, PKCS, где я подробно рассматриваю прикладную криптографию, сертификаты, ключи, а также консольные инструменты для работы с ними.

Базовая операционная система: ubuntu/debian на архитектуре amd64, однако многие сценарии также применимы к макоси версии Catalina или выше (только intel, на arm не проверял), а также для линуксов на другой архитектуре, если для неё существуют подходящие драйверы устройств.

Для работы в макоси вам необходимо сначала поставить homebrew.

❈ ❈ ❈

В рамках этой статьи я рассматриваю прежде всего штатные инструменты, которые применимы к любым токенам, поэтому все проприетарные криптопровайдеры типа Криптопро тут не описаны. Я настоятельно рекомендую сначала прочитать статью, прежде чем покупать криптотокен, для экспериментов вы можете использовать программный эмулятор SoftHSM (он описан ниже). К сожалению, на российском рынке очень много откровенно мусорных устройств, которые я советую игнорировать, про это я тоже отдельно напишу, поэтому экспериментируйте только с SoftHSM, для понимания принципов работы инфраструктуры он подходит идеально.

Я много работаю с текстом и активно пользуюсь клавиатурными сочетаниями (keyboard shortcuts). На макбуке и в макоси в целом писать текст очень удобно из-за мощной и эргономичной системы клавиатурных сочетаний, они предсказуемо и одинаково работают в разных приложениях. Однако много людей такой полезной функциональностью не пользуются или даже не знают про её существование, а ведь иначе работа с компактной клавиатурой макбука сильно тормозится.

Клавиатура в мак-устройствах отличается от привычной ПК-клавиатуры набором модальных клавиш. Вместо привычных Shift, Alt, Control, Win там другие: Shift, Option, Control, Command и Fn. Только Shift (и частично Fn) работает одинаково на обоих системах, но остальные клавиши — нет, например, для сохранения документа стандартное сочетание в маке Command-S вместо Ctrl-S в винде.

В этом тексте я ограничусь только командами редактирования и навигации по документам, они применимы везде, где можно печатать текст: текстовые редакторы, поля ввода в формах, браузер и так далее. Большой (но не полный) список доступных можно найти на сайте apple: https://support.apple.com/en-gb/HT201236.

Apple использует специальные символы для обозначения этих клавиш:

• Shift — ⇧
• Option/Alt — ⌥
• Control/Ctrl — ^
• Command — ⌘

Однако в этом тексте у меня только обычные осмысленные названия клавиш типа Ctrl-A. Также все они исключительно для латинской раскладки, то есть никаких Ctrl-Ф вместо Ctrl-A.

В 2017 году я написал статью Смарт-карты и программирование с примерами кода C/C++. Однако для обучения этот язык подходит плохо, поскольку предполагает достаточно низкоуровневое и многословное использование функций и данных, поэтому я решил сначала переписать все примеры на Java, однако в процессе пришлось значительно переосмыслить старый текст, обновить и переработать с учётом накопившегося опыта, ошибок и замечаний.

Статья 2017 «заморожена» и я не планирую её больше обновлять, однако вы можете её читать, если хотите понять, как всё работает на сравнительно низком уровне, где вручную нужно выделять и освобождать ресурсы, инициализировать буферы и так далее.

Это очень большой текст о смарт-картах и о том, как писать клиентский софт на Java для их использования. От вас требуется только знание Java, понимание базовых алгоритмов, структур данных и, собственно, смарткарты с терминалами. Все примеры ориентированы на unix-окружение, в первую очередь это linux и mac os x. Мобильные операционные системы не рассматриваются. Код, вероятно, работает в windows-окружении, однако я это не тестировал. Все примеры полностью независимы друг от друга и не используют никакие сторонние библиотеки или общие файлы.

Язык Java я выбрал по нескольким причинам. Во-первых, он достаточно высокого уровня и вы избавлены от ручного управления памятью. Во-вторых, в Java очень богатая стандартная библиотека. В третьих, Java как платформа работает на разных операционных системах практически одинаково, что очень упрощает процесс обучения. И самое главное, в штатной поставке платформы уже есть поддержка библиотеки для работы со смарт-картами. Я выбрал современную базовую версию SDK — 11 — и все примеры кода написаны с учётом работающих в этой версии фич (типа использования ключевого слова var для автоматического вывода типов).

❈ ❈ ❈

Для выполнения всех примеров кода вам нужен USB-терминал (ридер) для смарт-карт. В некоторых примерах можно использовать USB крипто-токен (eToken, yubico и т.п.), они используют тот же программный интерфейс.

Ещё в статье очень много новых англоязычных терминов, сокращений, ссылок на международные стандарты и спецификации. Слишком глубоко в детали я вдаваться не стану, но буду ссылаться на внешние документы. Очень желательно как минимум понимать английский, так как все оригинальные стандарты и спецификации написаны на нём.

Для более глубокого понимания вам нужно обязательно иметь под рукой упоминаемые стандарты. К сожалению, стандарты ISO/IEC недоступны для свободного скачивания, однако их при желании можно найти в интернете. Их официальные русские переводы (ГОСТ), однако, свободно доступны и ссылки на них вы найдёте в тексте.

Другие стандарты доступны для свободного скачивания и я тоже дам ссылки на них.

Что такое и зачем нужен SSH Agent¶

SSH Agent (SSH Агент) хранит в памяти компьютера закрытые SSH-ключи. Когда SSH-клиент (/usr/bin/ssh в линуксе и макоси, например) пытается подключиться к серверу при помощи ключа, она сначала делает запрос к SSH Agent и делегирует ему криптографическую операцию с закрытым ключом, который никогда не покидает пределы агента.

Без SSH Agent SSH-клиент напрямую читает ключи с диска, в линуксе и макоси они лежат в каталоге ~/.ssh, если ключ зашифрован, то клиент спрашивает соответствующую парольную фразу. SSH Agent импортирует ключи к себе в хранилище и требует задать новую парольную фразу для доступа к ключу. Агент запоминает, когда клиент запрашивал ключ и может потребовать ввести парольную фразу и/или показать дополнительный диалог с подтверждением.

В linux и macos по умолчанию стоит /usr/bin/ssh-agent из openssh, однако он малофунциональный и сложный в настройке. Вместо него можно использовать агент из комплекта gnupg (gpg-agent), он умеет не только PGP-ключами управлять, но и выполнять функцию SSH Агента. У gpg-agent есть два преимущества: он настраивается, а также позволяет задавать пароли для шифрования ключей в памяти.

Внимание. Данный текст — устарел, я написал новую статью Смарт-карты и программирование (java), где в качестве языка примеров используется Java, а не C/C++. Если вы хотите просто узнать о смарт-картах, то читайте новую статью.

В новом тексте исправлены ошибки, уточнены формулировки, а также добавлены новые примеры, например, работа с контактными картами памяти SLE5542. Кроме того, там теперь есть оглавление.

Это статья о смарт-картах и о том, как писать софт для работы с ними. Никакого опыта в предметной области от вас не требуется, только знание C и C++ для понимания примеров кода, а также базовых структур данных, битов, байтов, указателей, malloc/new/free/delete и так далее. Все примеры ориентированы на unix-окружение, в первую очередь это linux и mac os x. Windows и мобильные операционные системы не рассматриваются.

Для всех примеров кода вам нужен десктопный терминал-ридер для смарт-карт. Для некоторых примеров подойдёт USB-крипто-токен — они работают через тот же интерфейс, что и смарт-карты.

Ещё в этом тексте будет очень много новых англоязычных терминов, сокращений, ссылок на международные стандарты и спецификации. Слишком глубоко в детали я вдаваться не стану, но буду ссылаться на внешние документы.

Очень желательно знать английский язык, так как все оригинальные стандарты и спецификации написаны на нём.

Первые примеры будут на С — это язык библиотеки pcsc, а затем переключусь на C++11 и собственную библиотеку-обёртку над pcsc.

Примерный план статьи:

• как подключиться к библиотеке;
• как подключиться к терминалу;
• базовые сведения об архитектуре PC/SC, терминология;
• базовые сведения о коммуникации с картой;
• несколько простейших примеров с картами;
• работа с «тупыми» бесконтактными картами памяти Mifare;
• более подробно о работе с микропроцессорными картами;
• пример работы с банковской картой.

В unix-системе питоновские пакеты совсем не обязательно нужно ставить в системные каталоги (в /usr/, например). Благодаря virtualenv, пакеты можно установить в любой каталог, инициализировать локально окружение в терминале через специальный скрипт и дальше пользоваться всеми установленными в том каталоге библиотеками и программами. Локальный набор пакетов очень удобен для разработчика, так как позволяет на одной системе переключаться между разными их версиями.

В статье я описываю не только концепт, но и всю процедуру подготовки локального окружения. Сразу же уточнение: всё работает только в терминале, то есть вы запускаете терминал, «активируете» в нём нужный каталог с пакетами и дальше в этом терминале работаете. Базовая операционная система — linux, *bsd или mac os x. Windows я не рассматриваю.

Итак, нам понадобится установленный системно python3. Для линукса он ставится из пакетов вашего репозитория, для макоси — скачивается с офсайта https://www.python.org/downloads/mac-osx/ или через brew. В принципе, можно пользоваться штатной версией из макоси, но она гарантированно не будет последней. Например, в Macos Sonoma 14.5 штатно установлен python3 версии 3.9.6, хотя через brew уже доступна 3.12.3 (июнь 2024 года).

По умолчанию GIMP подхватывает все системные шрифты макоси, а их очень много, причём бо́льшая часть совершенно бесполезна. Из настроек программы это никак не регулируется.

GIMP использует fontconfig для поиска доступных шрифтов, а конфигурационный файл для fontconfig хранится в /Applications/GIMP.app/Contents/Resources/etc/fonts/fonts.conf, поэтому просто открываем его любым редактором и комментируем строчки, содержащие пути к системным каталогам со шрифтами. Можно также добавить свои каталоги, чтобы искать шрифты для редактора специально в них.

Вот пример уже отредактированной секции:

    <dir>/usr/share/fonts</dir>
    <dir>~/Library/Fonts</dir>
    <dir>~/Library/GIMPFonts</dir>
    <!--<dir>/Library/Fonts</dir>-->
    <!--<dir>/System/Library/Fonts</dir>-->
    <dir prefix="xdg">fonts</dir>
    <!-- the following element will be removed in the future -->
    <dir>~/.fonts</dir>

Здесь закомментированы каталоги /Library/Fonts и /System/Library/Fonts, а также добавлен каталог ~/Library/GIMPFonts (в него я добавил симлинки на действительно нужные системные шрифты из /Library/Fonts).

Дальше перезапускаем программу и всё.

P.S.

Я предполагаю, что вы используете официальную сборку GIMP с официального сайта.

По умолчанию в Time Machine бэкапится практически всё, включая совершенно ненужные файлы и каталоги — кеши, временный файлы и т.п.

В исключения надо добавить вот такие каталоги (для добавления произвольного каталога в селекторе файлов нужно нажать Shift+Cmd+g):

/var/vm

Это каталог с образами памяти, используется для суспенда, они довольно большие и точно не нужны в итоговом образе

/Library/Caches

~/Library/Caches

Разнообразные бесполезные для бэкапа кеши

~/Downloads

Скачанные файлы тоже в бэкапе не нужны

Также дополнительно нужно исключить:

~/Library/Application Support/Google/Chrome/Default/Application Cache

~/Library/Application Support/Google/Chrome/Profile 1/Application Cache

~/Library/Application Support/Yandex/YandexBrowser/Default/File System

Браузерные кеши, если вы пользуетесь профилями в браузере, то придётся ещё и кеши для них исключать (Profile 1 и т.д.).

Образы ненужных виртуальных машин.

Примонтированные защищённые разделы, например, через encfs.

Разнообразные медиа-каталоги, например, ~/Movies.

Каталоги с временными файлами, например, /tmp и ~/tmp (если вы такой локально используете).

Возможно, имеет смысл исключить из бэкапа сетевые хранилища типа Dropbox или YandexDisk.

Исключать из бэкапа каталог с homebrew не стоит, так как файлы из него расползаются по другим системным каталогам.

Есть ещё один подозрительный каталог — /private/var/folder, в него складывает скачиваемые файлы app store, например. И если установка какого-нибудь пакета сорвалась, этот файл будет там валяться. Система иногда при перезагрузке этот каталог чистит, поэтому я рекомендую перед бэкапом перезагружать машину, на всякий случай.

См. также http://essentialmac.co.uk/apple-mac-iphone-how-to/what-folders-to-exclude-from-time-machine-backups/