Bạn nên sử dụng phương thức gốc Mã hoá kết hợp với Khoá DHKEM_X25519_HKDF_SHA256, HKDF_SHA256, AES_256_GCM cho hầu hết các trường hợp sử dụng mã hoá khoá công khai.
Quy trình mã hoá khoá công khai bao gồm việc bảo vệ dữ liệu bằng hai khoá: một khoá công khai và một khoá riêng tư. Khoá công khai được dùng để mã hoá, còn khoá riêng tư được dùng để giải mã. Đây là lựa chọn phù hợp nếu người gửi không thể lưu trữ khoá bí mật và cần mã hoá dữ liệu bằng một khoá công khai.
Các ví dụ sau đây giúp bạn bắt đầu sử dụng dữ liệu gốc của tính năng Mã hoá kết hợp:
C++
// A command-line utility for testing Tink Hybrid Encryption.
#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/config/global_registry.h"
#include "util/util.h"
#ifndef TINK_EXAMPLES_EXCLUDE_HPKE
#include "tink/hybrid/hpke_config.h"
#endif
#include "tink/hybrid/hybrid_config.h"
#include "tink/hybrid_decrypt.h"
#include "tink/hybrid_encrypt.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, "", "Input file name");
ABSL_FLAG(std::string, output_filename, "", "Output file name");
ABSL_FLAG(std::string, context_info, "",
"Context info for Hybrid Encryption/Decryption");
namespace {
using ::crypto::tink::HybridDecrypt;
using ::crypto::tink::HybridEncrypt;
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 {
Status HybridCli(absl::string_view mode, const std::string& keyset_filename,
const std::string& input_filename,
const std::string& output_filename,
absl::string_view context_info) {
Status result = crypto::tink::HybridConfig::Register();
if (!result.ok()) return result;
#ifndef TINK_EXAMPLES_EXCLUDE_HPKE
// HPKE isn't supported when using OpenSSL as a backend.
result = crypto::tink::RegisterHpke();
if (!result.ok()) return result;
#endif
// Read the keyset from file.
StatusOr<std::unique_ptr<KeysetHandle>> keyset_handle =
ReadJsonCleartextKeyset(keyset_filename);
if (!keyset_handle.ok()) return keyset_handle.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) {
// Get the hybrid encryption primitive.
StatusOr<std::unique_ptr<HybridEncrypt>> hybrid_encrypt_primitive =
(*keyset_handle)
->GetPrimitive<crypto::tink::HybridEncrypt>(
crypto::tink::ConfigGlobalRegistry());
if (!hybrid_encrypt_primitive.ok()) {
return hybrid_encrypt_primitive.status();
}
// Generate the ciphertext.
StatusOr<std::string> encrypt_result =
(*hybrid_encrypt_primitive)->Encrypt(*input_file_content, context_info);
if (!encrypt_result.ok()) return encrypt_result.status();
output = encrypt_result.value();
} else { // operation == kDecrypt.
// Get the hybrid decryption primitive.
StatusOr<std::unique_ptr<HybridDecrypt>> hybrid_decrypt_primitive =
(*keyset_handle)
->GetPrimitive<crypto::tink::HybridDecrypt>(
crypto::tink::ConfigGlobalRegistry());
if (!hybrid_decrypt_primitive.ok()) {
return hybrid_decrypt_primitive.status();
}
// Recover the plaintext.
StatusOr<std::string> decrypt_result =
(*hybrid_decrypt_primitive)->Decrypt(*input_file_content, context_info);
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 context_info = absl::GetFlag(FLAGS_context_info);
std::clog << "Using keyset from file " << keyset_filename << " to hybrid "
<< mode << " file " << input_filename << " with context info '"
<< context_info << "'." << '\n';
std::clog << "The resulting output will be written to " << output_filename
<< '\n';
CHECK_OK(tink_cc_examples::HybridCli(mode, keyset_filename, input_filename,
output_filename, context_info));
return 0;
}
Go
import (
"bytes"
"fmt"
"log"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/hybrid"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/insecurecleartextkeyset"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/keyset"
)
func Example() {
// A private keyset created with
// "tinkey create-keyset --key-template=DHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_256_GCM --out private_keyset.cfg".
// Note that this keyset has the secret key information in cleartext.
privateJSONKeyset := `{
"key": [{
"keyData": {
"keyMaterialType":
"ASYMMETRIC_PRIVATE",
"typeUrl":
"type.googleapis.com/google.crypto.tink.HpkePrivateKey",
"value":
"EioSBggBEAEYAhogVWQpmQoz74jcAp5WOD36KiBQ71MVCpn2iWfOzWLtKV4aINfn8qlMbyijNJcCzrafjsgJ493ZZGN256KTfKw0WN+p"
},
"keyId": 958452012,
"outputPrefixType": "TINK",
"status": "ENABLED"
}],
"primaryKeyId": 958452012
}`
// The corresponding public keyset created with
// "tinkey create-public-keyset --in private_keyset.cfg".
publicJSONKeyset := `{
"key": [{
"keyData": {
"keyMaterialType":
"ASYMMETRIC_PUBLIC",
"typeUrl":
"type.googleapis.com/google.crypto.tink.HpkePublicKey",
"value":
"EgYIARABGAIaIFVkKZkKM++I3AKeVjg9+iogUO9TFQqZ9olnzs1i7Sle"
},
"keyId": 958452012,
"outputPrefixType": "TINK",
"status": "ENABLED"
}],
"primaryKeyId": 958452012
}`
// Create a keyset handle from the keyset containing the public key. Because the
// public keyset does not contain any secrets, we can use [keyset.ReadWithNoSecrets].
publicKeysetHandle, err := keyset.ReadWithNoSecrets(
keyset.NewJSONReader(bytes.NewBufferString(publicJSONKeyset)))
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Retrieve the HybridEncrypt primitive from publicKeysetHandle.
encPrimitive, err := hybrid.NewHybridEncrypt(publicKeysetHandle)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
plaintext := []byte("message")
encryptionContext := []byte("encryption context")
ciphertext, err := encPrimitive.Encrypt(plaintext, encryptionContext)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Create a keyset handle from the cleartext private keyset in the previous
// step. The keyset handle provides abstract access to the underlying keyset to
// limit the access of 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.
privateKeysetHandle, err := insecurecleartextkeyset.Read(
keyset.NewJSONReader(bytes.NewBufferString(privateJSONKeyset)))
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Retrieve the HybridDecrypt primitive from privateKeysetHandle.
decPrimitive, err := hybrid.NewHybridDecrypt(privateKeysetHandle)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
decrypted, err := decPrimitive.Decrypt(ciphertext, encryptionContext)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
fmt.Println(string(decrypted))
// Output: message
}
Java
package hybrid;
import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;
import com.google.crypto.tink.HybridDecrypt;
import com.google.crypto.tink.HybridEncrypt;
import com.google.crypto.tink.InsecureSecretKeyAccess;
import com.google.crypto.tink.KeysetHandle;
import com.google.crypto.tink.TinkJsonProtoKeysetFormat;
import com.google.crypto.tink.hybrid.HybridConfig;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
/**
* A command-line utility for hybrid encryption.
*
* <p>It loads cleartext keys from disk - this is not recommended!
*
* <p>It requires the following arguments:
*
* <ul>
* <li>mode: either 'encrypt' or 'decrypt'.
* <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] contex-info: Bind the encryption to this context info.
*/
public final class HybridExample {
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 HybridExample encrypt/decrypt key-file input-file output-file context-info");
System.exit(1);
}
String mode = args[0];
if (!mode.equals("encrypt") && !mode.equals("decrypt")) {
System.err.println("Incorrect mode. Please select encrypt or decrypt.");
System.exit(1);
}
Path keyFile = Paths.get(args[1]);
Path inputFile = Paths.get(args[2]);
byte[] input = Files.readAllBytes(inputFile);
Path outputFile = Paths.get(args[3]);
byte[] contextInfo = new byte[0];
if (args.length == 5) {
contextInfo = args[4].getBytes(UTF_8);
}
// Register all hybrid encryption key types with the Tink runtime.
HybridConfig.register();
// Read the keyset into a KeysetHandle.
KeysetHandle handle =
TinkJsonProtoKeysetFormat.parseKeyset(
new String(Files.readAllBytes(keyFile), UTF_8), InsecureSecretKeyAccess.get());
if (mode.equals("encrypt")) {
// Get the primitive.
HybridEncrypt encryptor = handle.getPrimitive(HybridEncrypt.class);
// Use the primitive to encrypt data.
byte[] ciphertext = encryptor.encrypt(input, contextInfo);
Files.write(outputFile, ciphertext);
} else {
HybridDecrypt decryptor = handle.getPrimitive(HybridDecrypt.class);
// Use the primitive to decrypt data.
byte[] plaintext = decryptor.decrypt(input, contextInfo);
Files.write(outputFile, plaintext);
}
}
private HybridExample() {}
}
Obj-C
Python
import tink
from tink import hybrid
from tink import secret_key_access
def example():
"""Encrypt and decrypt using hybrid encryption."""
# Register the hybrid encryption key managers. This is needed to create
# HybridEncrypt and HybridDecrypt primitives later.
hybrid.register()
# A private keyset created with
# tinkey create-keyset \
# --key-template=DHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_256_GCM \
# --out private_keyset.cfg
# Note that this keyset has the secret key information in cleartext.
private_keyset = r"""{
"key": [{
"keyData": {
"keyMaterialType":
"ASYMMETRIC_PRIVATE",
"typeUrl":
"type.googleapis.com/google.crypto.tink.HpkePrivateKey",
"value":
"EioSBggBEAEYAhogVWQpmQoz74jcAp5WOD36KiBQ71MVCpn2iWfOzWLtKV4aINfn8qlMbyijNJcCzrafjsgJ493ZZGN256KTfKw0WN+p"
},
"keyId": 958452012,
"outputPrefixType": "TINK",
"status": "ENABLED"
}],
"primaryKeyId": 958452012
}"""
# The corresponding public keyset created with
# "tinkey create-public-keyset --in private_keyset.cfg"
public_keyset = r"""{
"key": [{
"keyData": {
"keyMaterialType":
"ASYMMETRIC_PUBLIC",
"typeUrl":
"type.googleapis.com/google.crypto.tink.HpkePublicKey",
"value":
"EgYIARABGAIaIFVkKZkKM++I3AKeVjg9+iogUO9TFQqZ9olnzs1i7Sle" },
"keyId": 958452012,
"outputPrefixType": "TINK",
"status": "ENABLED"
}],
"primaryKeyId": 958452012
}"""
# Create a keyset handle from the keyset containing the public key. Because
# this keyset does not contain any secrets, we can use
# `parse_without_secret`.
public_keyset_handle = tink.json_proto_keyset_format.parse_without_secret(
public_keyset
)
# Retrieve the HybridEncrypt primitive from the keyset handle.
enc_primitive = public_keyset_handle.primitive(hybrid.HybridEncrypt)
# Use enc_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 = enc_primitive.encrypt(b'message', b'context_info')
# Create a keyset handle from the private keyset. 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 tink.json_proto_keyset_format.parse, as it implies that your key
# material is passed in cleartext which is a security risk.
private_keyset_handle = tink.json_proto_keyset_format.parse(
private_keyset, secret_key_access.TOKEN
)
# Retrieve the HybridDecrypt primitive from the private keyset handle.
dec_primitive = private_keyset_handle.primitive(hybrid.HybridDecrypt)
# Use dec_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.
decrypted = dec_primitive.decrypt(ciphertext, b'context_info')
Mã hoá kết hợp
Phương thức cơ bản Mã hoá kết hợp kết hợp hiệu quả của phương thức mã hoá đối xứng nhờ sự tiện lợi của mật mã khoá công khai (bất đối xứng). Bất cứ ai cũng có thể mã hoá bằng cách sử dụng khoá công khai, nhưng chỉ người dùng có khoá riêng tư mới có thể giải mã .
Đối với Mã hoá kết hợp, người gửi tạo một khoá đối xứng mới để mã hoá văn bản thuần tuý của mỗi thông báo để tạo ra một thuật toán mật mã. Khoá đối xứng đó được đóng gói bằng khoá công khai của người nhận. Đối với Giải mã kết hợp, khoá đối xứng bị người nhận giải mã rồi dùng để giải mã bản mã để khôi phục văn bản gốc. Xem bài viết Dây cung cấp mã hoá kết hợp của Tink định dạng để biết chi tiết về cách lưu trữ hoặc truyền bản mã đó cùng với đóng gói khoá.
Mã hoá kết hợp có các đặc điểm sau đây:
- Secrecy: Không ai có thể lấy được bất kỳ thông tin nào về dữ liệu đã mã hoá văn bản thuần tuý (ngoại trừ độ dài), trừ phi chúng có quyền truy cập vào khoá riêng tư.
- Tính bất đối xứng: Việc mã hoá bản mã hoá có thể thực hiện bằng khoá công khai. nhưng để giải mã, bắt buộc phải có khoá riêng tư.
- Sắp xếp ngẫu nhiên: Quá trình mã hoá được chọn ngẫu nhiên. Hai tin nhắn có cùng một nội dung văn bản thuần tuý sẽ không mang lại cùng một thuật toán mật mã. Việc này giúp ngăn chặn kẻ tấn công biết bản mật mã nào tương ứng với một văn bản thuần tuý đã cho.
Tính năng mã hoá kết hợp được biểu thị bằng Tink dưới dạng một cặp dữ liệu gốc:
- HybridEncrypt để mã hoá
- HybridDecrypt để giải mã
Thông số thông tin ngữ cảnh
Ngoài văn bản thuần tuý, tính năng Mã hoá kết hợp còn chấp nhận một tham số bổ sung,
context_info, thường là dữ liệu công khai ngầm ẩn từ ngữ cảnh, nhưng
phải được liên kết với thuật toán mật mã kết quả. Điều này có nghĩa là thuật toán mật mã
cho phép bạn xác nhận tính toàn vẹn của thông tin ngữ cảnh nhưng không có
đảm bảo tính bí mật hoặc chân thực. Thông tin ngữ cảnh thực tế có thể trống
hoặc rỗng, nhưng để đảm bảo giải mã chính xác mật mã thu được,
bạn phải cung cấp cùng một giá trị thông tin ngữ cảnh để giải mã.
Việc triển khai cụ thể của tính năng Mã hoá kết hợp có thể liên kết thông tin ngữ cảnh với theo nhiều cách, ví dụ:
- Sử dụng
context_infolàm dữ liệu đầu vào được liên kết cho mã hoá đối xứng AEAD (xem RFC 5116). - Sử dụng
context_infolàm "CtxInfo" đầu vào cho HKDF (nếu triển khai sử dụng HKDF làm hàm dẫn xuất chính, Cf. RFC 5869).
Chọn một loại khoá
Bạn nên dùng DHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_256_GCM
cho hầu hết các trường hợp sử dụng. Loại khoá này triển khai Khoá công khai kết hợp
Tiêu chuẩn mã hoá (HPKE) như được chỉ định trong RFC
9180. HPKE bao gồm
cơ chế đóng gói chính (KEM), hàm dẫn xuất chính (KDF) và
mã hoá xác thực với thuật toán dữ liệu liên quan (AEAD).
DHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_256_GCM đặc biệt sử dụng:
- KEM: Diffie-Hellman trên Curve25519 với HKDF-SHA-256 để lấy được chia sẻ bí mật.
- KDF: HKDF-SHA-256 để lấy ngữ cảnh người gửi và người nhận.
- AEAD: AES-256-GCM với số chỉ dùng một lần 12 byte được tạo theo HPKE chuẩn.
Các loại khoá HPKE được hỗ trợ khác bao gồm nhưng không giới hạn ở các loại khoá sau:
DHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_128_GCMDHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_CHACHA20_POLY1305DHKEM_P256_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_128_GCMDHKEM_P521_HKDF_SHA512_HKDF_SHA512_AES_256_GCM
Hãy tham khảo RFC 9180 để thêm chi tiết về lựa chọn thuật toán cho KEM, KDF và AEAD.
Mặc dù không còn được khuyến nghị, nhưng Tink cũng hỗ trợ một số biến thể của ECIES như được mô tả trong ISO 18033-2 của Victor Shoup chuẩn. Một số khoá ECIES được hỗ trợ được liệt kê bên dưới:
ECIES_P256_HKDF_HMAC_SHA256_AES128_GCMECIES_P256_COMPRESSED_HKDF_HMAC_SHA256_AES128_GCMECIES_P256_HKDF_HMAC_SHA256_AES128_CTR_HMAC_SHA256ECIES_P256_COMPRESSED_HKDF_HMAC_SHA256_AES128_CTR_HMAC_SHA256
Thuộc tính tối thiểu
- Văn bản thuần tuý và thông tin về bối cảnh có thể có độ dài tuỳ ý (trong phạm vi 0,232 byte)
- Bảo mật trước các cuộc tấn công của mật mã thích ứng đã chọn
- Khả năng bảo mật 128 bit cho các giao thức dựa trên đường cong elip