FreeHSM C — Documentation de tests fonctionnels (CC EAL4+ ATE_FUN.1)

English version: ATE_FUN.md. In case of discrepancy, the English version prevails.

TOE : FreeHSM Cryptographic Module (la version que vous avez construite ; v1.0.0-FIPS, dans les brouillons antérieurs, était un espace réservé et n’a jamais existé comme release) Classe CC : ATE (Tests) — composants ATE_FUN.1 (tests fonctionnels) + ATE_COV.2 (analyse de couverture) + ATE_DPT.1 (testing : conception de base) Version du document : 1.0 Public : évaluateur CESTI (CC) + testeur CST-Lab (FIPS 140-3)

1. Plan de tests

La suite de tests est organisée en quatre couches qui reflètent la décomposition architecturale documentée dans ARCHITECTURE.fr.md §3.

Couche	Driver	Portée
L1 Smoke	`tests/test_smoke.c`	End-to-end : C_Initialize → POST + KAT → AES-GCM round-trip → tamper → C_Finalize
L2 Unitaire	`tests/test_dispatch.c`	Par handler : override weak/strong, table triée, gates profil FIPS
L3 KAT / CAVP	`kat/fhsm_kat_rsp.c` + `kat/cavp/*.rsp`	83 vecteurs cross-validés sur AES-GCM, SHA-2/3, HMAC, PBKDF2
~~L4 Intégration~~	(non construit)	Ce niveau n’existe pas. Il était décrit comme de l’interopérabilité de format avec le POC Python, et `docs/TOKEN_STORE_FORMAT.md` dit qu’il n’y en a aucune par choix : le POC stockait du JSON, ce module un binaire à champs fixes. Voir §lacunes connues

Un test est considéré comme réussi seulement si les trois configurations (debug, release, reproducible) sortent en code 0.

2. Carte de couverture (ATE_COV.2)

Le mapping requis est Security Functional Requirements → TSFI → test. Voir le tableau équivalent dans ATE_FUN.md §2. Chaque SFR revendiquée dans EAL4_PLUS.fr.md §4 est exercée par au moins un test driver de la liste.

Ce tableau n’est pas traduit, et c’est délibéré : vingt-six lignes tenues dans deux langues offriraient vingt-six occasions de se contredire sur le test qui couvre telle SFR. Un tableau unique ne peut pas se contredire lui-même.

2.1 Métrique de couverture

Cible : ≥ 95 % de couverture lignes et ≥ 90 % de couverture branches sur les sous-systèmes pertinents pour la sécurité (src/ hors src/gen/). Collecte via gcov + lcov :

make CFLAGS+="-fprofile-arcs -ftest-coverage" \
     LDFLAGS+="-lgcov" \
     tests
lcov --capture --directory . --output-file coverage.info
genhtml coverage.info --output-directory coverage-html

La CI verrouille les merge requests sur le seuil (PR refusé si l’une des métriques descend sous la cible).

3. Testing : conception de base (ATE_DPT.1)

Pour chaque sous-système listé dans ARCHITECTURE.fr.md §3, on déclare quel test le pilote et quel(s) TSFI il atteint à travers lui.

Sous-système	Test pilote	TSFI atteint(s)
`fhsm_state`	`tests/test_smoke.c`	`C_Initialize`, `C_Finalize`
`fhsm_memory`	`tests/test_dispatch.c` (indirect)	`C_GenerateKey` (alloue DEK dans arène)
`fhsm_crypto`	`kat/fhsm_kat_vectors.c` + runner	`C_Digest`, `C_Encrypt`, `C_Sign`
`fhsm_audit`	`tests/test_audit_verify.c` (stub)	implicite sur chaque `C_*`
`fhsm_token`	smoke `init_token` + `login`	`C_InitToken`, `C_Login`, `C_SetPIN`
`fhsm_session`	smoke open/close	`C_OpenSession`, `C_CloseSession`
`fhsm_pkcs11`	(chaque test)	tous les `C_*`
`fhsm_integrity`	smoke implicite (au démarrage)	`C_Initialize` ; `FPT_TST.1`
`src/dispatch/`	`tests/test_dispatch.c`	chaque dispatch `CKM_*`

4. Rapport de test sample

Sortie de make tests sur le build de référence Debian 12 / OpenSSL 3.0.13 FIPS (configuration release) :

[smoke] 6 KAT vectors :
        [+] AES-GCM-256             SP800-38D-TC14            127 us
        [+] AES-GCM-256-decrypt     SP800-38D-TC14+tamper      89 us
        [+] SHA-256                 FIPS180-4-B.1              12 us
        [+] HMAC-SHA-256            RFC4231-TC1                24 us
        [+] PBKDF2-HMAC-SHA-256     smoke-200k             214 731 us
        [+] CTR_DRBG-AES-256        stuck-check                 9 us
[smoke] OK

[dispatch] 17 / 17 assertions passed (0 failures)

[CAVP] aes_gcm_128.rsp                  total=4    pass=4    skip=0
[CAVP] aes_gcm_256.rsp                  total=3    pass=3    skip=0
[CAVP] hmac_sha256.rsp                  total=6    pass=6    skip=0
[CAVP] sha2_256_short.rsp               total=9    pass=9    skip=0
... (12 .rsp files total)
==> 83 / 83 vecteurs validés, 0 skipped, pass rate 100%

OVERALL : OK

5. Gaps de test restants

Gap	Voie de résolution
Audit chain verifier `tests/test_audit_verify.c` est un stub	Walker sur `.audit.log` avec recomputation HMAC
Test interop token	Retiré le 2026-08-30, non planifié. Le chemin de résolution — « token Python consommé en C, égalité octet pour octet sur objects_blob » — ne peut pas être suivi : `docs/TOKEN_STORE_FORMAT.md` établit qu’il n’y a pas d’interop au niveau des octets et que la migration se fait en réimportant les objets. La lacune était réelle ; l’objectif ne l’était pas. Ce qui vaudrait d’être construit, c’est une conformité au niveau de l’API contre le POC, qui est un autre test
Tests négatifs args PKCS#11 invalides (`CKR_ARGUMENTS_BAD`)	Harness paramétrique depuis table YAML d’inputs malformés
Couverture `fhsm_integrity.c::find_section_offset` (parseur ELF)	ELF crafted avec edge-cases

Ces gaps sont suivis dans le tracker d’issues avec le label evaluation/ate-gap.

6. Reproduire la suite de tests

# Dans l'environnement de build épinglé :
make generate
make
make tests

# Ou end-to-end incluant signature du digest et integrity check :
make all integrity tests

Code de sortie attendu : 0. Tout code non-zéro déclenche le chemin d’échec CI et crée une issue evaluation/ate-fail.