Chcę szyfrować dane definitywnie

Zalecamy używanie deterministycznego AEAD z AES256_SIV.

Pierwotna funkcja deterministycznego szyfrowania z uwierzytelnianiem i danymi powiązanymi (Deterministic AEAD) generuje stabilne teksty szyfrowane: zaszyfrowanie danego tekstu jawnego zawsze zwraca ten sam tekst szyfrowany. Jest to klucz symetryczny, co oznacza, że do szyfrowania i odszyfrowywania używa jednego klucza.

Ostrzeżenie: ze względu na właściwość deterministyczną deterministyczne szyfrowanie AEAD może prowadzić do utraty poufności. Wyobraź sobie system z 2 możliwymi komunikatami: „tak” i „nie”. Atakujący musi tylko ustalić, który szyfrogram odpowiada której wiadomości, aby je odczytać.

Poniższe przykłady pomogą Ci zacząć korzystać z prymitywu deterministycznego AEAD:

Ostrzeżenie: te przykłady używają zestawów kluczy w formie zwykłego tekstu. Zestawy kluczy w formie zwykłego tekstu umożliwiają każdej osobie z dostępem do kodu źródłowego wyodrębnianie kluczy kryptograficznych. W praktyce klucze należy chronić za pomocą odpowiedniego zarządzania kluczami.

C++

// A command-line utility for testing Tink Deterministic 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/config/global_registry.h"
#include "tink/daead/deterministic_aead_config.h"
#include "tink/deterministic_aead.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 Deterministic AEAD (default: empty");

namespace {

using ::crypto::tink::DeterministicAead;
using ::crypto::tink::DeterministicAeadConfig;
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 {

// Deterministic AEAD example CLI implementation.
Status DeterministicAeadCli(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 = DeterministicAeadConfig::Register();
  if (!result.ok()) return result;

  // Read 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<DeterministicAead>> daead =
      (*keyset_handle)
          ->GetPrimitive<crypto::tink::DeterministicAead>(
              crypto::tink::ConfigGlobalRegistry());
  if (!daead.ok()) return daead.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> result = (*daead)->EncryptDeterministically(
        *input_file_content, associated_data);
    if (!result.ok()) return result.status();
    output = *result;
  } else if (mode == kDecrypt) {
    StatusOr<std::string> result = (*daead)->DecryptDeterministically(
        *input_file_content, associated_data);
    if (!result.ok()) return result.status();
    output = *result;
  }

  // Write output to 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 Deterministic AEAD-" << mode << " file " << input_filename
            << " with associated data '" << associated_data << "'."
            << std::endl;
  std::clog << "The resulting output will be written to " << output_filename
            << "." << std::endl;

  CHECK_OK(tink_cc_examples::DeterministicAeadCli(
      mode, keyset_filename, input_filename, output_filename, associated_data));
  return 0;
}
deterministic_aead_cli.cc

Przeczytaj

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"log"

	"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/daead"
	"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_SIV". Note
	// that this keyset has the secret key information in cleartext.
	jsonKeyset := `{
			"key": [{
				"keyData": {
						"keyMaterialType":
								"SYMMETRIC",
						"typeUrl":
								"type.googleapis.com/google.crypto.tink.AesSivKey",
						"value":
								"EkAl9HCMmKTN1p3V186uhZpJQ+tivyc4IKyE+opg6SsEbWQ/WesWHzwCRrlgRuxdaggvgMzwWhjPnkk9gptBnGLK"
				},
				"keyId": 1919301694,
				"outputPrefixType": "TINK",
				"status": "ENABLED"
		}],
		"primaryKeyId": 1919301694
	}`

	// 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 DAEAD primitive we want to use from the keyset handle.
	primitive, err := daead.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.EncryptDeterministically(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.DecryptDeterministically(ciphertext, associatedData)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	fmt.Println(ciphertext)
	fmt.Println(string(decrypted))
	// Output:
	// [1 114 102 56 62 150 98 146 84 99 211 36 127 214 229 231 157 56 143 192 250 132 32 153 124 244 238 112]
	// message
}
daead_test.go

Java

package deterministicaead;

import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;

import com.google.crypto.tink.DeterministicAead;
import com.google.crypto.tink.InsecureSecretKeyAccess;
import com.google.crypto.tink.KeysetHandle;
import com.google.crypto.tink.RegistryConfiguration;
import com.google.crypto.tink.TinkJsonProtoKeysetFormat;
import com.google.crypto.tink.daead.DeterministicAeadConfig;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

/**
 * A command-line utility for encrypting small files with Deterministic 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 DeterministicAeadExample {
  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 DeterministicAeadExample 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);
    }

    // Initialise Tink: register all Deterministic AEAD key types with the Tink runtime
    DeterministicAeadConfig.register();

    // Read the keyset into a KeysetHandle
    KeysetHandle handle =
        TinkJsonProtoKeysetFormat.parseKeyset(
            new String(Files.readAllBytes(keyFile), UTF_8), InsecureSecretKeyAccess.get());

    // Get the primitive
    DeterministicAead daead =
        handle.getPrimitive(RegistryConfiguration.get(), DeterministicAead.class);

    // Use the primitive to encrypt/decrypt files.
    if (MODE_ENCRYPT.equals(mode)) {
      byte[] plaintext = Files.readAllBytes(inputFile);
      byte[] ciphertext = daead.encryptDeterministically(plaintext, associatedData);
      Files.write(outputFile, ciphertext);
    } else if (MODE_DECRYPT.equals(mode)) {
      byte[] ciphertext = Files.readAllBytes(inputFile);
      byte[] plaintext = daead.decryptDeterministically(ciphertext, associatedData);
      Files.write(outputFile, plaintext);
    } else {
      System.err.println("The first argument must be either encrypt or decrypt, got: " + mode);
      System.exit(1);
    }

    System.exit(0);
  }

  private DeterministicAeadExample() {}
}
DeterministicAeadExample.java

Python

import tink
from tink import daead
from tink import secret_key_access


def example():
  """Encrypt and decrypt using deterministic AEAD."""
  # Register the deterministic AEAD key manager. This is needed to create a
  # DeterministicAead primitive later.
  daead.register()

  # A keyset created with "tinkey create-keyset --key-template=AES256_SIV". Note
  # that this keyset has the secret key information in cleartext.
  keyset = r"""{
      "key": [{
          "keyData": {
              "keyMaterialType":
                  "SYMMETRIC",
              "typeUrl":
                  "type.googleapis.com/google.crypto.tink.AesSivKey",
              "value":
                  "EkAl9HCMmKTN1p3V186uhZpJQ+tivyc4IKyE+opg6SsEbWQ/WesWHzwCRrlgRuxdaggvgMzwWhjPnkk9gptBnGLK"
          },
          "keyId": 1919301694,
          "outputPrefixType": "TINK",
          "status": "ENABLED"
      }],
      "primaryKeyId": 1919301694
  }"""

  # 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 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 DeterministicAead primitive we want to use from the keyset
  # handle.
  primitive = keyset_handle.primitive(daead.DeterministicAead)

  # 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_deterministically(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_deterministically(ciphertext, b'associated_data')
deterministic_aead_basic.py

Deterministyczne AEAD

Podstawowa funkcja deterministycznego szyfrowania uwierzytelnionego z danymi powiązanymi (Deterministic AEAD) zapewnia szyfrowanie z właściwością deterministyczną: szyfrowanie tych samych danych zawsze daje ten sam tekst zaszyfrowany. Ten typ szyfrowania jest przydatny do opakowywania kluczy lub w przypadku niektórych schematów wyszukiwania zaszyfrowanych danych (więcej informacji znajdziesz w sekcji 1.3 dokumentu RFC 5297). Ze względu na deterministyczną właściwość implementacje tego prymitywu mogą prowadzić do utraty poufności, ponieważ atakujący musi tylko znaleźć szyfrogram dla danej wiadomości, aby zidentyfikować inne wystąpienia tej wiadomości.

Deterministyczne szyfrowanie AEAD ma te właściwości:

• Secrecy o tekście jawnym nie wiadomo nic poza jego długością i równością powtarzających się tekstów jawnych.
• Autentyczność: nie można zmienić zaszyfrowanego tekstu jawnego, który jest podstawą tekstu zaszyfrowanego, bez wykrycia.
• Symetryczne: szyfrowanie tekstu jawnego i odszyfrowywanie tekstu zaszyfrowanego odbywa się za pomocą tego samego klucza.
• Deterministyczne: dopóki klucz podstawowy nie zostanie zmieniony, dwukrotne zaszyfrowanie tekstu jawnego przy użyciu tych samych parametrów daje ten sam tekst zaszyfrowany.

Uwaga: deterministyczny AEAD chroni dane niemal tak samo dobrze jak zwykły AEAD. Jeśli jednak wyślesz tę samą wiadomość 2 razy, osoba atakująca może zauważyć, że obie wiadomości są identyczne. Jeśli nie jest to zamierzone działanie, zapoznaj się z informacjami o AEAD.

Powiązane dane

Ostrzeżenie: powiązane dane są uwierzytelnione, ale NIE są szyfrowane.

Deterministyczne AEAD może służyć do powiązania tekstu zaszyfrowanego z określonymi danymi powiązanymi. Załóżmy, że masz bazę danych z polami user-id i encrypted-medical-history. W tym scenariuszu user-id może być używane jako dane powiązane podczas szyfrowania encrypted-medical-history. Zapobiega to przenoszeniu historii medycznej przez atakującego z jednego konta użytkownika na inne.

Dane powiązane są opcjonalne. Jeśli zostanie podany, odszyfrowanie powiedzie się tylko wtedy, gdy te same dane powiązane zostaną przekazane do wywołań funkcji szyfrujących i odszyfrowujących.

Wybierz typ klucza

We wszystkich przypadkach zalecamy używanie klucza typu AES256_SIV.

Uwaga: Tink nie oferuje AES128_SIV, ponieważ w scenariuszach z wieloma użytkownikami nie zapewnia 128-bitowego bezpieczeństwa.

Gwarancje bezpieczeństwa

• Siła uwierzytelniania musi wynosić co najmniej 80 bitów.
• Tekst jawny i powiązane z nim dane mogą mieć dowolną długość (w zakresie 0–2³² bajtów).
• 128-bitowy poziom bezpieczeństwa przed atakami polegającymi na odzyskiwaniu kluczy, a także w przypadku ataków na wielu użytkowników z użyciem maksymalnie 2³² kluczy – oznacza to, że jeśli przeciwnik uzyska 2³² szyfrogramów tej samej wiadomości zaszyfrowanej za pomocą 2³² kluczy, będzie musiał wykonać 2¹²⁸ obliczeń, aby uzyskać jeden klucz.
• Możliwość bezpiecznego zaszyfrowania 2³⁸ wiadomości, pod warunkiem że każda z nich ma mniej niż 1 MB.

Ostrzeżenie: deterministyczny AEAD nie gwarantuje poufności powiązanych danych.