Phương thức gốc Mã hoá đã xác thực với dữ liệu liên kết (AEAD) là phương thức gốc phổ biến nhất để mã hoá dữ liệu và phù hợp với hầu hết các nhu cầu.
AEAD có các thuộc tính sau:
- Secrecy: Không ai biết gì về văn bản thô, ngoại trừ độ dài của văn bản đó.
- Tính xác thực: Không thể thay đổi văn bản thuần tuý được mã hoá làm cơ sở cho văn bản mã hoá mà không bị phát hiện.
- Đối xứng: Quá trình mã hoá văn bản thuần tuý và giải mã văn bản mã hoá được thực hiện bằng cùng một khoá.
- Ngẫu nhiên hoá: Quá trình mã hoá được ngẫu nhiên hoá. Hai thông báo có cùng văn bản thuần tuý sẽ tạo ra các văn bản mã hoá khác nhau. Kẻ tấn công không thể biết văn bản mã hoá nào tương ứng với một văn bản thuần tuý nhất định. Nếu bạn muốn tránh điều này, hãy sử dụng AEAD có tính xác định.
Dữ liệu liên quan
Bạn có thể dùng AEAD để liên kết văn bản mã hoá với dữ liệu được liên kết cụ thể. Giả sử bạn có một cơ sở dữ liệu với các trường user-id và encrypted-medical-history. Trong trường hợp này, user-id có thể được dùng làm dữ liệu được liên kết khi mã hoá encrypted-medical-history. Điều này ngăn chặn kẻ tấn công di chuyển nhật ký y tế từ người dùng này sang người dùng khác.
Bạn không bắt buộc phải cung cấp dữ liệu liên kết. Nếu được chỉ định, quá trình giải mã chỉ thành công nếu cùng một dữ liệu được liên kết được truyền đến cả lệnh gọi mã hoá và giải mã.
Chọn loại khoá
Mặc dù bạn nên dùng AES128_GCM cho hầu hết các trường hợp sử dụng, nhưng có nhiều loại khoá cho các nhu cầu khác nhau (để bảo mật 256 bit, hãy thay thế AES128 bằng AES256 bên dưới). Nói chung:
- AES128_CTR_HMAC_SHA256 với một Véc tơ khởi tạo (IV) 16 byte là chế độ thận trọng nhất với các giới hạn hợp lý.
- AES128_EAX ít bảo thủ hơn một chút và nhanh hơn một chút so với AES128_CTR_HMAC_SHA256.
- AES128_GCM thường là chế độ nhanh nhất, với giới hạn nghiêm ngặt nhất về số lượng tin nhắn và kích thước tin nhắn. Khi vượt quá các giới hạn này về độ dài dữ liệu văn bản thuần tuý và dữ liệu được liên kết (bên dưới), AES128_GCM sẽ không thành công và làm rò rỉ tài liệu khoá.
- AES128_GCM_SIV gần như nhanh bằng AES128_GCM. Nó có cùng giới hạn với AES128_GCM về số lượng thư và kích thước thư, nhưng khi vượt quá các giới hạn này, nó sẽ gặp lỗi theo cách ít nghiêm trọng hơn: nó có thể chỉ tiết lộ việc hai thư bằng nhau. Điều này giúp việc sử dụng an toàn hơn so với AES128_GCM, nhưng trên thực tế, nó ít được sử dụng rộng rãi hơn. Để sử dụng tính năng này trong Java, bạn phải cài đặt Conscrypt.
- XChaCha20Poly1305 có giới hạn lớn hơn nhiều về số lượng thư và kích thước thư so với AES128_GCM, nhưng khi thất bại (rất khó xảy ra), nó cũng làm lộ khoá. Nó không được tăng tốc phần cứng, nên có thể chậm hơn các chế độ AES trong trường hợp có thể tăng tốc phần cứng.
Đảm bảo về bảo mật
Các phương thức triển khai AEAD cung cấp:
- Bảo mật CCA2.
- Độ mạnh của chế độ xác thực ít nhất là 80 bit.
- Có thể mã hoá ít nhất 232 thư với tổng dung lượng là 250 byte. Không có cuộc tấn công nào với tối đa 232 văn bản thuần tuý hoặc văn bản mã hoá được chọn có xác suất thành công lớn hơn 2-32.
Ví dụ về các trường hợp sử dụng
Xem Tôi muốn mã hoá dữ liệu và tôi muốn liên kết văn bản mã hoá với ngữ cảnh của văn bản đó.