Strumieniowe szyfrowanie uwierzytelnione z użyciem powiązanych danych (strumieniowe szyfrowanie AEAD)
Zadbaj o dobrą organizację dzięki kolekcji
Zapisuj i kategoryzuj treści zgodnie ze swoimi preferencjami.
Pierwotny strumień AEAD zapewnia uwierzytelnione szyfrowanie danych strumieniowych. Jest to przydatne, gdy dane do zaszyfrowania są zbyt duże, aby przetworzyć je w jednym kroku. Typowe przypadki użycia obejmują szyfrowanie dużych plików lub strumieni danych na żywo.
Szyfrowanie odbywa się w segmentach, które są powiązane z ich lokalizacją w zaszyfrowanym tekście i nie można ich usunąć ani zmienić ich kolejności. Segmenty z jednego szyfrogramu nie mogą być wstawiane do innego szyfrogramu. Aby zmodyfikować istniejący tekst zaszyfrowany, cały strumień danych musi zostać ponownie zaszyfrowany.1
Odszyfrowywanie jest szybkie, ponieważ za każdym razem odszyfrowywane i uwierzytelniane jest tylko część tekstu zaszyfrowanego. Częściowe teksty jawne można uzyskać bez przetwarzania całego tekstu zaszyfrowanego.
Secrecy o tekstach zwykłych wiadomo tylko ich długość.
Authenticity nie można zmienić zaszyfrowanego tekstu szyfrowanego bez wykrycia.
Symmetric szyfrowanie i odszyfrowywanie tekstu zwykłego odbywa się przy użyciu tego samego klucza.
Randomizacja: szyfrowanie jest losowe. 2 wiadomości z tym samym tekstem jawnym dają różne teksty zaszyfrowane. Hakerzy nie mogą wiedzieć, który tekst zaszyfrowany odpowiada danemu tekstowi jawnemu.
Powiązane dane
Pierwotny strumień AEAD może służyć do powiązania szyfrogramu z konkretnymi powiązanymi danymi. Załóżmy, że masz bazę danych z polami user-id i encrypted-medical-history: w tym scenariuszu pole user-id może być używane jako powiązane dane podczas szyfrowania pola encrypted-medical-history. Zapobiega to przenoszeniu historii medycznej z jednego konta na drugie.
Wybieranie typu klucza
W większości przypadków zalecamy użycie AES128_GCM_HKDF_1MB. Ogólnie:
AES128_GCM_HKDF_1MB (lub AES256_GCM_HKDF_1MB) jest szybszą opcją. Może szyfrować 264 pliki o rozmiary do 264 bajtów każdy. Podczas procesu szyfrowania i odszyfrowywania zużywa się około 1 MB pamięci.
AES128_GCM_HKDF_4KB zużywa około 4 KB pamięci i jest dobrym wyborem, jeśli Twój system ma mało pamięci.
AES128_CTR_HMAC_SHA256_1MB (lub AES256_CTR_HMAC_SHA256_1MB) to bardziej zachowawcza opcja.
Gwarancje bezpieczeństwa
Streamingowe implementacje AEAD oferują:
Zabezpieczenia CCA2.
Siła uwierzytelniania co najmniej 80-bitowa.
Możliwość zaszyfrowania co najmniej 264 wiadomości3 o łącznej długości 251 bajtów2 . Żadna z ataków z maksymalnie 232 wybranymi tekstami jawnymi lub zaszyfrowanymi tekstami nie ma prawdopodobieństwa powodzenia większego niż 2-32.
Powodem tego ograniczenia jest użycie szyfru AES-GCM. Zaszyfrowanie innego segmentu tekstu zwykłego w tym samym miejscu byłoby równoznaczne z ponownym użyciem IV, co narusza gwarancje bezpieczeństwa AES-GCM. Kolejnym powodem jest zapobieganie atakom polegającym na przywracaniu, w których przypadku atakujący może spróbować przywrócić poprzednią wersję pliku bez wykrycia. ↩
Obsługiwanych jest 232 segmentów, z czym każdy segment zawiera segment_size - tag_size bajtów tekstu zwykłego. W przypadku segmentów o wielkości 1 MB łączny rozmiar tekstu to 232 * (220-16) ≈ 251 bajtów. ↩
Streaming AEAD staje się niepewny, gdy powtarza się kombinacja klucza wyprowadzonego (128-bitowego) i prefiksu nonce (niezależna losowa wartość 7-bajtowa). Mamy 184-bitową odporność na kolizje, co w przybliżeniu przekłada się na 264 wiadomości, jeśli chcemy, aby prawdopodobieństwo sukcesu było mniejsze niż 2-32. ↩
[null,null,["Ostatnia aktualizacja: 2025-07-25 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)"]]
