मुझे डेटा एन्क्रिप्ट (सुरक्षित) करना है

हमारा सुझाव है कि डेटा एन्क्रिप्शन के ज़्यादातर इस्तेमाल के उदाहरणों के लिए, AES128_GCM कुंजी टाइप के साथ AEAD प्राइमिटिव का इस्तेमाल करें.

असोसिएटेड डेटा के साथ पुष्टि वाला एन्क्रिप्शन (एईएडी), ज़्यादातर इस्तेमाल के उदाहरणों के लिए सबसे आसान और सबसे सही प्राइमिटिव है. AEAD, गोपनीयता और पुष्टि की सुविधा देता है. साथ ही, यह पक्का करता है कि मैसेज में हमेशा अलग-अलग सिफरटेक्स्ट (एन्क्रिप्ट किए गए आउटपुट) हों, भले ही प्लैटेक्स्ट (एन्क्रिप्शन के लिए इनपुट) एक जैसे हों. यह सिमेट्रिक है, जो एन्क्रिप्शन और डिक्रिप्शन, दोनों के लिए एक ही कुंजी का इस्तेमाल करता है.

यहां दिए गए उदाहरणों की मदद से, एईएडी प्राइमिटिव का इस्तेमाल शुरू किया जा सकता है:

C++

// 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;
}
aead_cli.cc

शुरू करें


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
}

aead_test.go

Java

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() {}
}
AeadExample.java

Obj-C

कैसे करें

Python

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')
aead_basic.py

AEAD

डेटा एन्क्रिप्शन के लिए, असोसिएटेड डेटा (AEAD) प्राइमिटिव वाला पुष्टि किया गया एन्क्रिप्शन सबसे सामान्य प्राइमिटिव है. यह ज़्यादातर ज़रूरतों के हिसाब से सही होता है.

AEAD में ये प्रॉपर्टी होती हैं:

  • Secrecy: साफ़ टेक्स्ट के बारे में, उसकी लंबाई के अलावा कुछ भी नहीं पता होता.
  • प्रामाणिकता: बिना पता लगाए, एन्क्रिप्ट (सुरक्षित) किए गए टेक्स्ट को बदला नहीं जा सकता.
  • सिमेट्रिक: सादा टेक्स्ट को एन्क्रिप्ट करने और एन्क्रिप्ट किए गए टेक्स्ट को डिक्रिप्ट करने के लिए, एक ही पासकोड का इस्तेमाल किया जाता है.
  • किसी भी क्रम में लगाना: एन्क्रिप्शन को किसी भी क्रम में लगाया जाता है. एक ही प्लैटफ़ॉर्म के दो मैसेज, अलग-अलग सिफरटेक्स्ट देते हैं. हैकर यह नहीं जान सकते कि कौनसा सिफरटेक्स्ट, किसी दिए गए प्लैटेक्स्ट से जुड़ा है. अगर आपको इससे बचना है, तो इसके बजाय Deterministic AEAD का इस्तेमाल करें.

आपके बच्चे का डेटा

AEAD का इस्तेमाल, सिर्फ़ उस डेटा से जुड़े सिफरटेक्स्ट को जोड़ने के लिए किया जा सकता है. मान लें कि आपके पास user-id और encrypted-medical-history फ़ील्ड वाला डेटाबेस है. इस स्थिति में, encrypted-medical-history को एन्क्रिप्ट करते समय, user-id का इस्तेमाल, उससे जुड़े डेटा के तौर पर किया जा सकता है. इससे, हमलावर किसी उपयोगकर्ता के मेडिकल इतिहास को दूसरे उपयोगकर्ता के मेडिकल इतिहास में ट्रांसफ़र नहीं कर सकता.

कुंजी का टाइप चुनना

हमारा सुझाव है कि ज़्यादातर कामों के लिए AES128_GCM का इस्तेमाल करें. हालांकि, अलग-अलग ज़रूरतों के लिए अलग-अलग तरह की कुंजियां होती हैं. 256-बिट की सुरक्षा के लिए, नीचे AES128 को AES256 से बदलें. आम तौर पर ये उपाय अपनाएं:

  • 16-बाइट के शुरुआती वेक्टर (IV) वाला AES128_CTR_HMAC_SHA256, सबसे बेहतर और सुरक्षित मोड है.
  • AES128_EAX, AES128_CTR_HMAC_SHA256 की तुलना में थोड़ा कम कंज़र्वेटिव और थोड़ा तेज़ है.
  • AES128_GCM आम तौर पर सबसे तेज़ मोड होता है. इसमें मैसेज की संख्या और मैसेज के साइज़ पर सख्त पाबंदियां होती हैं. जब सादा टेक्स्ट और उससे जुड़े डेटा की लंबाई (नीचे दी गई) की इन सीमाओं को पार किया जाता है, तो AES128_GCM काम नहीं करता और पासकोड का डेटा लीक हो जाता है.
  • AES128_GCM_SIV की रफ़्तार, AES128_GCM की रफ़्तार के बराबर ही होती है. मैसेज की संख्या और साइज़ के लिए, इस एन्क्रिप्शन प्रोटोकॉल की सीमाएं AES128_GCM जैसी ही हैं. हालांकि, इन सीमाओं से ज़्यादा मैसेज भेजने पर, यह एन्क्रिप्शन प्रोटोकॉल उतना खतरनाक नहीं होता जितना AES128_GCM. इस प्रोटोकॉल से सिर्फ़ यह जानकारी लीक हो सकती है कि दो मैसेज एक जैसे हैं. इसलिए, इसका इस्तेमाल AES128_GCM के मुकाबले ज़्यादा सुरक्षित होता है. हालांकि, इसका इस्तेमाल कम किया जाता है. Java में इसका इस्तेमाल करने के लिए, आपको Conscrypt इंस्टॉल करना होगा.
  • XChaCha20Poly1305 में, AES128_GCM की तुलना में मैसेज की संख्या और मैसेज के साइज़ की सीमा काफ़ी ज़्यादा है. हालांकि, अगर यह काम नहीं करता है (इसकी संभावना बहुत कम है), तो यह कुंजी का कॉन्टेंट भी लीक करता है. इसमें हार्डवेयर से तेज़ी नहीं लाई जाती. इसलिए, हार्डवेयर से तेज़ी लाने की सुविधा उपलब्ध होने पर, यह एईएस मोड से धीमा हो सकता है.

सुरक्षा से जुड़ी गारंटी

AEAD लागू करने से ये फ़ायदे मिलते हैं:

  • CCA2 सुरक्षा.
  • पुष्टि करने के लिए, कम से कम 80-बिट की सुरक्षा होनी चाहिए.
  • कम से कम 232 मैसेज को एन्क्रिप्ट (सुरक्षित) करने की सुविधा, जिनमें कुल 250 बाइट हों. चुने गए 232 प्लैनटेक्स्ट या चुने गए 2-32 सिफरटेक्स्ट के साथ, किसी भी अटैक की सफलता की संभावना 2-32 से ज़्यादा नहीं होती.