ほとんどのデータ暗号化のユースケースでは、AES128_GCM 鍵タイプの AEAD プリミティブをおすすめします。
関連データによる認証付き暗号化（AEAD）は、ほとんどのユースケースにとって、最もシンプルで最適なプリミティブです。AEAD は機密性と信頼性を提供し、平文（暗号化の入力）が同じ場合でも、メッセージの暗号テキスト（暗号化された出力）が常に異なるようにします。これは対称であり、暗号化と復号の両方に 1 つの鍵を使用します。
次の例では、AEAD プリミティブの使用を開始します。
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;
}
Go
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() {}
}
Objective-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')
AEAD
関連データによる認証付き暗号化（AEAD）プリミティブは、データ暗号化の最も一般的なプリミティブであり、ほとんどのニーズに適しています。
AEAD には次の特性があります。
- 秘密性: 平文については、長さ以外は何も知られていない。
- 真正性: 暗号テキストの基盤となる暗号化された平文を検出せずに変更することはできません。
- 対称: 平文の暗号化と暗号テキストの復号は、同じ鍵を使用して行われます。
- ランダム化: 暗号化はランダム化されます。同じ平文を含む 2 つのメッセージでは、異なる暗号テキストが生成されます。攻撃者は、どの暗号テキストが特定の平文に対応するのかを知ることはできません。これを回避するには、確定的 AEAD を使用します。
関連データ
AEAD を使用すると、暗号テキストを特定の関連データに関連付けることができます。user-id フィールドと encrypted-medical-history フィールドを持つデータベースがあるとします。このシナリオでは、encrypted-medical-history を暗号化するときに user-id を関連データとして使用できます。これにより、攻撃者が病歴をユーザー間で移動することを防止できます。
鍵の種類を選択する
ほとんどの場合は AES128_GCM をおすすめしますが、さまざまなニーズに応じてさまざまな鍵タイプがあります（256 ビット セキュリティの場合は、後述の AES128 を AES256 に置き換えてください）。原則:
- 16 バイトの初期化ベクトル（IV）を持つ AES128_CTR_HMAC_SHA256 は、良好な境界を持つ最も保守的なモードです。
- AES128_EAX は、AES128_CTR_HMAC_SHA256 よりも保守性が若干低く、わずかに高速です。
- AES128_GCM は通常、最も高速なモードで、メッセージ数とメッセージ サイズに最も厳密な制限が設けられています。平文と関連データの長さに関するこれらの上限（下記）を超えると、AES128_GCM が失敗し、鍵マテリアルが漏洩します。
- AES128_GCM_SIV は AES128_GCM とほぼ同じ速度で、大量のメッセージに対して非常に良好な境界が確保されますが、確立はわずかに下がります。これを Java で使用するには、Conscrypt をインストールする必要があります。
- XChaCha20Poly1305 では、AES128_GCM よりもメッセージ数とメッセージ サイズにはるかに大きな制限がありますが、失敗した場合（ごくまれに）、鍵マテリアルも漏洩します。ハードウェア アクセラレーションが適用されないため、ハードウェア アクセラレーションが使用可能な場合は、AES モードよりも遅くなる可能性があります。
セキュリティの保証
AEAD の実装により得られるもの:
- CCA2 セキュリティ。
- 認証強度が 80 ビット以上であること。
- 少なくとも 232 のメッセージを、合計 250 バイトで暗号化する機能。最大 232 個の選択された平文または選択された暗号テキストを使用した攻撃で、成功確率が 2～ 32 を超えるものはありません。