Wir empfehlen für die meisten Anwendungsfälle zur Datenverschlüsselung die Primitive AEAD mit dem Schlüsseltyp AES128_GCM.
Die Authenticated Encryption with Assigned Data (AEAD) ist die einfachste und am besten geeignete Primitive für die meisten Anwendungsfälle. AEAD sorgt für Geheimhaltung und Authentizität und stellt sicher, dass Nachrichten immer unterschiedliche Geheimtexte (verschlüsselte Ausgaben) haben, auch wenn die Klartexte (die Eingaben für die Verschlüsselung) identisch sind. Sie ist symmetrisch und verwendet sowohl für die Ver- als auch für die Entschlüsselung einen einzigen Schlüssel.
Die folgenden Beispiele zeigen Ihnen die ersten Schritte mit der AEAD-Primitive:
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;
}
Ok
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
}
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() {}
}
Obj-C
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')
Logo: AEAD
Die AEAD-Primitive (Authenticated Encryption with Assigned Data) ist die am häufigsten verwendete Primitive für die Datenverschlüsselung und eignet sich für die meisten Anforderungen.
AEAD hat die folgenden Eigenschaften:
- Geheimhaltung: Der Klartext ist mit Ausnahme seiner Länge nicht bekannt.
- Authentizität: Der verschlüsselte Klartext, der dem Geheimtext zugrunde liegt, kann nicht geändert werden, ohne dass er erkannt wird.
- Symmetrisch: Die Verschlüsselung des Klartexts und die Entschlüsselung des Geheimtexts erfolgen mit demselben Schlüssel.
- Zufallsauswahl: Die Verschlüsselung erfolgt zufällig. Zwei Nachrichten mit demselben Klartext liefern unterschiedliche Geheimtexte. Angreifer wissen nicht, welcher Geheimtext einem bestimmten Klartext entspricht. Wenn Sie dies vermeiden möchten, verwenden Sie stattdessen deterministische AEAD.
Verknüpfte Daten
Mit AEAD kann Geheimtext mit bestimmten verknüpften Daten verknüpft werden. Angenommen, Sie haben eine Datenbank mit den Feldern user-id und encrypted-medical-history. In diesem Szenario kann user-id beim Verschlüsseln von encrypted-medical-history als verknüpfte Daten verwendet werden. Dadurch wird verhindert, dass Angreifer die Krankengeschichte von einem Nutzer zum anderen übertragen.
Schlüsseltyp auswählen
Wir empfehlen zwar AES128_GCM für die meisten Anwendungsfälle, es gibt jedoch verschiedene Schlüsseltypen für unterschiedliche Anforderungen (für 256-Bit-Sicherheit sollten Sie AES128 durch AES256 unten ersetzen.) Im Allgemeinen:
- AES128_CTR_HMAC_SHA256 mit einem 16-Byte-Initialisierungsvektor (IV) ist der konservativste Modus mit guten Grenzen.
- AES128_EAX ist etwas weniger konservativ und etwas schneller als AES128_CTR_HMAC_SHA256.
- AES128_GCM ist in der Regel der schnellste Modus mit den strengsten Beschränkungen für die Anzahl der Nachrichten und die Nachrichtengröße. Werden diese Limits für Klartext und die zugehörigen Datenlängen (siehe unten) überschritten, schlägt AES128_GCM fehl und Schlüsselmaterial wird offengelegt.
- AES128_GCM_SIV ist fast so schnell wie AES128_GCM und hat sehr gute Grenzen für eine große Anzahl von Nachrichten, ist aber etwas weniger etabliert. Damit Sie dies in Java verwenden können, müssen Sie Conscrypt installieren.
- Bei XChaCha20Poly1305 sind die Anzahl der Nachrichten und die Größe der Nachrichten viel stärker begrenzt als bei AES128_GCM. Wenn es jedoch fehlschlägt, wird auch Schlüsselmaterial offengelegt. Dies ist jedoch sehr unwahrscheinlich. Da er nicht hardwarebeschleunigt ist, kann er in Situationen, in denen Hardwarebeschleunigung verfügbar ist, langsamer als der AES-Modus sein.
Sicherheitsgarantien
AEAD-Implementierungen bieten Folgendes:
- CCA2-Sicherheit.
- Mindestens eine 80-Bit-Authentifizierungsstärke.
- Die Möglichkeit, mindestens 232 Nachrichten mit insgesamt 250 Byte zu verschlüsseln. Kein Angriff mit bis zu 232 ausgewählten Klartexten oder ausgewählten Geheimtexten hat eine Erfolgswahrscheinlichkeit von mehr als 2–32.