Мы рекомендуем примитив AEAD с типом ключа AES128_GCM для большинства случаев шифрования данных.
Аутентифицированное шифрование со связанными данными (AEAD) — это самый простой и наиболее подходящий примитив для большинства случаев использования. AEAD обеспечивает секретность и подлинность, а также гарантирует, что сообщения всегда будут иметь разные зашифрованные тексты (зашифрованные выходные данные), даже если открытые тексты (входные данные для шифрования) одинаковы. Он симметричен и использует один ключ как для шифрования, так и для дешифрования.
Следующие примеры помогут вам начать использовать примитив AEAD:
С++
// A command-line utility for testing Tink AEAD.
#include <iostream>
#include <memory>
#include <ostream>
#include <string>
#include "absl/flags/flag.h"
#include "absl/flags/parse.h"
#include "absl/log/check.h"
#include "absl/strings/string_view.h"
#include "tink/aead.h"
#include "tink/aead/aead_config.h"
#include "tink/config/global_registry.h"
#include "util/util.h"
#include "tink/keyset_handle.h"
#include "tink/util/status.h"
ABSL_FLAG(std::string, keyset_filename, "", "Keyset file in JSON format");
ABSL_FLAG(std::string, mode, "", "Mode of operation {encrypt|decrypt}");
ABSL_FLAG(std::string, input_filename, "", "Filename to operate on");
ABSL_FLAG(std::string, output_filename, "", "Output file name");
ABSL_FLAG(std::string, associated_data, "",
"Associated data for AEAD (default: empty");
namespace {
using ::crypto::tink::Aead;
using ::crypto::tink::AeadConfig;
using ::crypto::tink::KeysetHandle;
using ::crypto::tink::util::Status;
using ::crypto::tink::util::StatusOr;
constexpr absl::string_view kEncrypt = "encrypt";
constexpr absl::string_view kDecrypt = "decrypt";
void ValidateParams() {
// ...
}
} // namespace
namespace tink_cc_examples {
// AEAD example CLI implementation.
Status AeadCli(absl::string_view mode, const std::string& keyset_filename,
const std::string& input_filename,
const std::string& output_filename,
absl::string_view associated_data) {
Status result = AeadConfig::Register();
if (!result.ok()) return result;
// Read the keyset from file.
StatusOr<std::unique_ptr<KeysetHandle>> keyset_handle =
ReadJsonCleartextKeyset(keyset_filename);
if (!keyset_handle.ok()) return keyset_handle.status();
// Get the primitive.
StatusOr<std::unique_ptr<Aead>> aead =
(*keyset_handle)
->GetPrimitive<crypto::tink::Aead>(
crypto::tink::ConfigGlobalRegistry());
if (!aead.ok()) return aead.status();
// Read the input.
StatusOr<std::string> input_file_content = ReadFile(input_filename);
if (!input_file_content.ok()) return input_file_content.status();
// Compute the output.
std::string output;
if (mode == kEncrypt) {
StatusOr<std::string> encrypt_result =
(*aead)->Encrypt(*input_file_content, associated_data);
if (!encrypt_result.ok()) return encrypt_result.status();
output = encrypt_result.value();
} else { // operation == kDecrypt.
StatusOr<std::string> decrypt_result =
(*aead)->Decrypt(*input_file_content, associated_data);
if (!decrypt_result.ok()) return decrypt_result.status();
output = decrypt_result.value();
}
// Write the output to the output file.
return WriteToFile(output, output_filename);
}
} // namespace tink_cc_examples
int main(int argc, char** argv) {
absl::ParseCommandLine(argc, argv);
ValidateParams();
std::string mode = absl::GetFlag(FLAGS_mode);
std::string keyset_filename = absl::GetFlag(FLAGS_keyset_filename);
std::string input_filename = absl::GetFlag(FLAGS_input_filename);
std::string output_filename = absl::GetFlag(FLAGS_output_filename);
std::string associated_data = absl::GetFlag(FLAGS_associated_data);
std::clog << "Using keyset from file " << keyset_filename << " to AEAD-"
<< mode << " file " << input_filename << " with associated data '"
<< associated_data << "'." << '\n';
std::clog << "The resulting output will be written to " << output_filename
<< '\n';
CHECK_OK(tink_cc_examples::AeadCli(mode, keyset_filename, input_filename,
output_filename, associated_data));
return 0;
}
Идти
import (
"bytes"
"fmt"
"log"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/aead"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/insecurecleartextkeyset"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/keyset"
)
func Example() {
// A keyset created with "tinkey create-keyset --key-template=AES256_GCM". Note
// that this keyset has the secret key information in cleartext.
jsonKeyset := `{
"key": [{
"keyData": {
"keyMaterialType":
"SYMMETRIC",
"typeUrl":
"type.googleapis.com/google.crypto.tink.AesGcmKey",
"value":
"GiBWyUfGgYk3RTRhj/LIUzSudIWlyjCftCOypTr0jCNSLg=="
},
"keyId": 294406504,
"outputPrefixType": "TINK",
"status": "ENABLED"
}],
"primaryKeyId": 294406504
}`
// Create a keyset handle from the cleartext keyset in the previous
// step. The keyset handle provides abstract access to the underlying keyset to
// limit the exposure of accessing the raw key material. WARNING: In practice,
// it is unlikely you will want to use a insecurecleartextkeyset, as it implies
// that your key material is passed in cleartext, which is a security risk.
// Consider encrypting it with a remote key in Cloud KMS, AWS KMS or HashiCorp Vault.
// See https://github.com/google/tink/blob/master/docs/GOLANG-HOWTO.md#storing-and-loading-existing-keysets.
keysetHandle, err := insecurecleartextkeyset.Read(
keyset.NewJSONReader(bytes.NewBufferString(jsonKeyset)))
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Retrieve the AEAD primitive we want to use from the keyset handle.
primitive, err := aead.New(keysetHandle)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Use the primitive to encrypt a message. In this case the primary key of the
// keyset will be used (which is also the only key in this example).
plaintext := []byte("message")
associatedData := []byte("associated data")
ciphertext, err := primitive.Encrypt(plaintext, associatedData)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Use the primitive to decrypt the message. Decrypt finds the correct key in
// the keyset and decrypts the ciphertext. If no key is found or decryption
// fails, it returns an error.
decrypted, err := primitive.Decrypt(ciphertext, associatedData)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
fmt.Println(string(decrypted))
// Output: message
}
Ява
package aead;
import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;
import com.google.crypto.tink.Aead;
import com.google.crypto.tink.InsecureSecretKeyAccess;
import com.google.crypto.tink.KeysetHandle;
import com.google.crypto.tink.TinkJsonProtoKeysetFormat;
import com.google.crypto.tink.aead.AeadConfig;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
/**
* A command-line utility for encrypting small files with AEAD.
*
* <p>It loads cleartext keys from disk - this is not recommended!
*
* <p>It requires the following arguments:
*
* <ul>
* <li>mode: Can be "encrypt" or "decrypt" to encrypt/decrypt the input to the output.
* <li>key-file: Read the key material from this file.
* <li>input-file: Read the input from this file.
* <li>output-file: Write the result to this file.
* <li>[optional] associated-data: Associated data used for the encryption or decryption.
*/
public final class AeadExample {
private static final String MODE_ENCRYPT = "encrypt";
private static final String MODE_DECRYPT = "decrypt";
public static void main(String[] args) throws Exception {
if (args.length != 4 && args.length != 5) {
System.err.printf("Expected 4 or 5 parameters, got %d\n", args.length);
System.err.println(
"Usage: java AeadExample encrypt/decrypt key-file input-file output-file"
+ " [associated-data]");
System.exit(1);
}
String mode = args[0];
Path keyFile = Paths.get(args[1]);
Path inputFile = Paths.get(args[2]);
Path outputFile = Paths.get(args[3]);
byte[] associatedData = new byte[0];
if (args.length == 5) {
associatedData = args[4].getBytes(UTF_8);
}
// Register all AEAD key types with the Tink runtime.
AeadConfig.register();
// Read the keyset into a KeysetHandle.
KeysetHandle handle =
TinkJsonProtoKeysetFormat.parseKeyset(
new String(Files.readAllBytes(keyFile), UTF_8), InsecureSecretKeyAccess.get());
// Get the primitive.
Aead aead = handle.getPrimitive(Aead.class);
// Use the primitive to encrypt/decrypt files.
if (MODE_ENCRYPT.equals(mode)) {
byte[] plaintext = Files.readAllBytes(inputFile);
byte[] ciphertext = aead.encrypt(plaintext, associatedData);
Files.write(outputFile, ciphertext);
} else if (MODE_DECRYPT.equals(mode)) {
byte[] ciphertext = Files.readAllBytes(inputFile);
byte[] plaintext = aead.decrypt(ciphertext, associatedData);
Files.write(outputFile, plaintext);
} else {
System.err.println("The first argument must be either encrypt or decrypt, got: " + mode);
System.exit(1);
}
}
private AeadExample() {}
}
Объект-C
Питон
import tink
from tink import aead
from tink import secret_key_access
def example():
"""Encrypt and decrypt using AEAD."""
# Register the AEAD key managers. This is needed to create an Aead primitive
# later.
aead.register()
# A keyset created with "tinkey create-keyset --key-template=AES256_GCM". Note
# that this keyset has the secret key information in cleartext.
keyset = r"""{
"key": [{
"keyData": {
"keyMaterialType":
"SYMMETRIC",
"typeUrl":
"type.googleapis.com/google.crypto.tink.AesGcmKey",
"value":
"GiBWyUfGgYk3RTRhj/LIUzSudIWlyjCftCOypTr0jCNSLg=="
},
"keyId": 294406504,
"outputPrefixType": "TINK",
"status": "ENABLED"
}],
"primaryKeyId": 294406504
}"""
# Create a keyset handle from the cleartext keyset in the previous
# step. The keyset handle provides abstract access to the underlying keyset to
# limit access of the raw key material. WARNING: In practice, it is unlikely
# you will want to use a cleartext_keyset_handle, as it implies that your key
# material is passed in cleartext, which is a security risk.
keyset_handle = tink.json_proto_keyset_format.parse(
keyset, secret_key_access.TOKEN
)
# Retrieve the Aead primitive we want to use from the keyset handle.
primitive = keyset_handle.primitive(aead.Aead)
# Use the primitive to encrypt a message. In this case the primary key of the
# keyset will be used (which is also the only key in this example).
ciphertext = primitive.encrypt(b'msg', b'associated_data')
# Use the primitive to decrypt the message. Decrypt finds the correct key in
# the keyset and decrypts the ciphertext. If no key is found or decryption
# fails, it raises an error.
output = primitive.decrypt(ciphertext, b'associated_data')
АЕАД
Примитив Authenticated Encryption with Associated Data (AEAD) является наиболее распространенным примитивом шифрования данных и подходит для большинства нужд.
AEAD имеет следующие свойства:
- Секретность : об открытом тексте ничего не известно, кроме его длины.
- Подлинность : невозможно изменить зашифрованный открытый текст, лежащий в основе зашифрованного текста, не будучи обнаруженным.
- Симметричный : шифрование открытого текста и расшифровка зашифрованного текста выполняются одним и тем же ключом.
- Рандомизация : шифрование рандомизировано. Два сообщения с одинаковым открытым текстом дают разные зашифрованные тексты. Злоумышленники не могут знать, какой зашифрованный текст соответствует данному открытому тексту. Если вы хотите избежать этого, используйте вместо этого детерминированный AEAD .
Связанные данные
AEAD можно использовать для привязки зашифрованного текста к конкретным связанным данным . Предположим, у вас есть база данных с полями user-id и encrypted-medical-history . В этом сценарии user-id может использоваться в качестве связанных данных при шифровании encrypted-medical-history . Это не позволяет злоумышленнику передать историю болезни от одного пользователя к другому.
Выберите тип ключа
Хотя мы рекомендуем AES128_GCM для большинства случаев, существуют различные типы ключей для разных нужд (для 256-битной безопасности замените AES128 на AES256 ниже). В целом:
- AES128_CTR_HMAC_SHA256 с 16-байтовым вектором инициализации (IV) — наиболее консервативный режим с хорошими границами.
- AES128_EAX немного менее консервативен и немного быстрее, чем AES128_CTR_HMAC_SHA256.
- AES128_GCM обычно является самым быстрым режимом с самыми строгими ограничениями на количество и размер сообщений. Когда эти ограничения на длину открытого текста и связанных с ним данных (ниже) превышаются, AES128_GCM дает сбой и приводит к утечке ключевого материала.
- AES128_GCM_SIV почти так же быстр, как AES128_GCM. Он имеет те же ограничения, что и AES128_GCM, на количество сообщений и размер сообщения, но при превышении этих ограничений он выходит из строя менее катастрофическим образом: может произойти утечка только того факта, что два сообщения равны. Это делает его более безопасным в использовании, чем AES128_GCM, но на практике он используется менее широко. Чтобы использовать это в Java, вам необходимо установить Conscrypt .
- XChaCha20Poly1305 имеет гораздо больший лимит на количество и размер сообщений, чем AES128_GCM, но в случае сбоя (очень маловероятно) происходит утечка ключевого материала. Он не имеет аппаратного ускорения, поэтому в ситуациях, когда доступно аппаратное ускорение, он может работать медленнее, чем режимы AES.
Гарантии безопасности
Реализации AEAD предлагают:
- Безопасность CCA2.
- Уровень аутентификации не менее 80 бит.
- Возможность шифрования не менее 2 32 сообщений общим размером 2 50 байт. Никакая атака с использованием до 2 32 выбранных открытых текстов или выбранных зашифрованных текстов не имеет вероятности успеха, превышающей 2 -32 .