סטרימינג של הצפנה מאומתת עם נתונים משויכים (Streaming AEAD)
קל לארגן דפים בעזרת אוספים
אפשר לשמור ולסווג תוכן על סמך ההעדפות שלך.
הפרימיטיב של Streaming AEAD מספק הצפנה מאומתת לנתוני סטרימינג. היא שימושית כשהנתונים שרוצים להצפין גדולים מדי לעיבוד בשלב אחד. תרחישים נפוצים לדוגמה: הצפנה של קבצים גדולים או של מקורות נתונים פעילים.
ההצפנה מתבצעת בפלחים, שמקושרים למיקום שלהם בתוך מחרוזת הצפנה, ואי אפשר להסיר אותם או לשנות את הסדר שלהם. אי אפשר להוסיף פלחים ממסך מוצפן אחד למסך מוצפן אחר. כדי לשנות טקסט מוצפן קיים, צריך להצפין מחדש את כל מקור הנתונים.1
פענוח המידע מהיר כי רק חלק מהטקסט המוצפן מפוענח ומאומת בכל פעם. אפשר לקבל טקסטים חלקיים ללא עיבוד של כל המידע המוצפן.
Secrecy: לא ידוע דבר על הטקסט ללא הצפנה, מלבד האורך שלו.
Authenticity: אי אפשר לשנות את הטקסט ללא הצפנה שמהווה את הבסיס לטקסט המוצפן בלי שיזוהה.
Symmetric: הצפנת הטקסט ללא הצפנה ופענוח הטקסט המוצפן מתבצעים באמצעות אותו מפתח.
ארגון בסדר אקראי: ההצפנה מתבצעת באופן אקראי. שתי הודעות עם אותו טקסט ללא הצפנה יוצרות טקסטים מוצפנים שונים. תוקפים לא יכולים לדעת איזה מידע מוצפן תואם לטקסט ללא הצפנה נתון.
נתונים משויכים
אפשר להשתמש ברכיב ה-Streaming AEAD כדי לקשר טקסט מוצפן לנתונים ספציפיים המשויכים. נניח שיש לכם מסד נתונים עם השדות user-id ו-encrypted-medical-history: בתרחיש הזה, אפשר להשתמש ב-user-id כנתונים משויכים כשמצפינים את encrypted-medical-history. כך תימנע מהתקפת גורם זדוני אפשרות להעביר היסטוריה רפואית ממשתמש אחד למשתמש אחר.
בחירת סוג מפתח
מומלץ להשתמש ב-AES128_GCM_HKDF_1MB ברוב השימושים. באופן כללי:
AES128_GCM_HKDF_1MB (או AES256_GCM_HKDF_1MB) היא האפשרות המהירה יותר. הוא יכול להצפין 264 קבצים בגודל של עד 264 בייטים כל אחד. בתהליך ההצפנה והפענוח נצרך נפח זיכרון של כ-1MB.
האפשרות AES128_GCM_HKDF_4KB צורכת כ-4KB של זיכרון, והיא בחירה טובה אם למערכת שלכם אין הרבה זיכרון.
אחת מהסיבות להגבלה הזו היא השימוש במפתח הצפנה מסוג AES-GCM. הצפנה של מקטע טקסט ללא הצפנה אחר באותו מיקום תהיה זהה לשימוש חוזר ב-IV, שמפר את ההתחייבויות לאבטחה של AES-GCM. סיבה נוספת היא שכך אפשר למנוע התקפות חזרה לאחור, שבהן התוקף עשוי לנסות לשחזר גרסה קודמת של הקובץ בלי שיזוהה. ↩
יש תמיכה ב-232 פלחים, כאשר כל פלח מכיל segment_size - tag_size בייטים של טקסט ללא הצפנה. בקטעים של 1MB, הגודל הכולל של הטקסט ללא הצפנה הוא 232 * (220-16) ~= 251 בייטים. ↩
הצפנת AEAD בסטרימינג הופכת ללא מאובטחת כשחוזרים על שילוב של מפתח נגזר (128 ביט) וקידומת של nonce (ערך אקראי עצמאי באורך 7 בייטים). יש לנו עמידות בהתנגשויות של 184 סיביות, שמתרגמת בערך ל-264 הודעות אם אנחנו רוצים שסיכוי ההצלחה יהיה קטן מ-2-32. ↩
[null,null,["עדכון אחרון: 2025-07-25 (שעון UTC)."],[[["\u003cp\u003eStreaming AEAD encrypts large data streams or files securely in segments, ensuring authenticity and confidentiality.\u003c/p\u003e\n"],["\u003cp\u003eIt offers strong security guarantees, including CCA2 security, at least 80-bit authentication strength, and resistance to common attacks.\u003c/p\u003e\n"],["\u003cp\u003eAssociated data is authenticated but not encrypted, preventing unauthorized data manipulation but not revealing its content.\u003c/p\u003e\n"],["\u003cp\u003eTink recommends AES128_GCM_HKDF_1MB for most use cases due to its speed and large data capacity, with alternative options for memory-constrained environments.\u003c/p\u003e\n"],["\u003cp\u003eModifying existing ciphertext requires re-encryption of the entire stream, maintaining data integrity and preventing rollback attacks.\u003c/p\u003e\n"]]],["Streaming AEAD encrypts large data streams in segments, ensuring authenticity and secrecy, but only the plaintext is encrypted, associated data is not. Encryption segments are bound to their location and cannot be reordered or moved. Decryption allows partial ciphertext processing. The recommended key type is AES128_GCM_HKDF_1MB. Streaming AEAD offers CCA2 security, at least 80-bit authentication strength, and can encrypt at least 2^64 messages with a total of 2^51 bytes. Re-encrypting the whole stream is needed to modify the ciphertext.\n"],null,["# Streaming Authenticated Encryption with Associated Data (Streaming AEAD)\n\nThe Streaming AEAD primitive provides authenticated encryption for streaming\ndata. It is useful when the data to be encrypted is too large to be processed in\na single step. Typical use cases include encryption of large files or live data\nstreams.\n\nEncryption is done in segments, which are bound to their location within a\nciphertext and cannot be removed or reordered. Segments from one ciphertext\ncannot be inserted into another ciphertext. To modify an existing ciphertext,\nthe entire data stream must be re-encrypted.^[1](#fn1)^\n\nDecryption is fast because only a portion of the ciphertext is decrypted and\nauthenticated at a time. Partial plaintexts are obtainable without processing\nthe entire ciphertext.\n\nStreaming AEAD implementations fulfill the [AEAD\ndefinition](https://www.cs.ucdavis.edu/%7Erogaway/papers/ad.html) and are\n[nOAE-secure](https://eprint.iacr.org/2015/189.pdf). They have the following\nproperties:\n\n- **Secrecy**: Nothing about the plaintext is known, except its length.\n- **Authenticity**: It is impossible to change the encrypted plaintext underlying the ciphertext without being detected.\n- **Symmetric**: Encrypting the plaintext and decrypting the ciphertext is done with the same key.\n- **Randomization**: Encryption is randomized. Two messages with the same plaintext yield different ciphertexts. Attackers cannot know which ciphertext corresponds to a given plaintext.\n\n### Associated data\n\n| **Caution:** Associated data is authenticated but *NOT* encrypted.\n\nThe Streaming AEAD primitive can be used to [tie ciphertext to specific\nassociated data](/tink/bind-ciphertext). Suppose you have a database with the\nfields `user-id` and `encrypted-medical-history`: In this scenario, `user-id`\ncan be used as associated data when encrypting `encrypted-medical-history`. This\nprevents an attacker from moving medical history from one user to another.\n\n### Choose a key type\n\nWe recommend **AES128_GCM_HKDF_1MB** for most uses. Generally:\n\n- [AES-GCM-HKDF](/tink/streaming-aead/aes_gcm_hkdf_streaming)\n - AES128_GCM_HKDF_1MB (or AES256_GCM_HKDF_1MB) is the faster option. It can encrypt 2^64^ files with up to 2^64^ bytes each. \\~1 MB of memory is consumed during the encryption and decryption process.\n - AES128_GCM_HKDF_4KB consumes \\~4 KB of memory and is a good choice if your system doesn't have a lot of memory.\n- [AES-CTR HMAC](/tink/streaming-aead/aes_ctr_hmac_streaming)\n - AES128_CTR_HMAC_SHA256_1MB (or AES256_CTR_HMAC_SHA256_1MB) is a more conservative option.\n\n| **Note:** For 1 MB schemes, the plaintext may have any length within 0 to 2^51^ bytes.^[2](#fn2)^\n\n### Security guarantees\n\nStreaming AEAD implementations offer:\n\n- CCA2 security.\n- At least 80-bit authentication strength.\n- The ability to encrypt at least 2^64^ messages^[3](#fn3)^ with a total of 2^51^ bytes[^2^](#fn2) . No attack with up to 2^32^ chosen plaintexts or chosen ciphertexts has a probability of success larger than 2^-32^.\n\n| **Caution:** **Streaming AEAD offers no secrecy guarantees for associated data.**\n\n### Example use case\n\nSee [I want to encrypt large files or data\nstreams](/tink/encrypt-large-files-or-data-streams). \n\n*** ** * ** ***\n\n1. A reason for this restriction is the use of the AES-GCM cipher. Encrypting a different plaintext segment at the same location would be equivalent to reusing the IV, which violates the security guarantees of AES-GCM. Another reason is that this prevents roll-back attacks, where the attacker may try to restore a previous version of the file without detection. [↩](#fnref1)\n\n2. 2^32^ segments are supported, with each segment containing `segment_size - tag_size` bytes of plaintext. For 1 MB segments, the total plaintext size is 2^32^ \\* (2^20^-16) \\~= 2^51^ bytes. [↩](#fnref2)\n\n3. Streaming AEAD becomes insecure when a derived key (128-bit) and nonce prefix (independent random 7-byte value) combination is repeated. We have 184-bit collision resistance, which roughly translates to 2^64^ messages if we want success probability to be less than 2^-32^. [↩](#fnref3)"]]
