Verileri şifrelemek istiyorum

Çoğu veri şifreleme kullanım alanında AES128_GCM anahtar türüyle AEAD temel öğesini kullanmanızı öneririz.

İlişkilendirilmiş Verilerle Kimliği Doğrulanmış Şifreleme (AEAD), çoğu kullanım alanı için en basit ve en uygun temeldir. AEAD, gizlilik ve özgünlük sağlar ve düz metinler (şifreleme girişleri) aynı olsa bile mesajların her zaman farklı şifreli metinlere (şifrelenmiş çıkışlar) sahip olmasını sağlar. Hem şifreleme hem de şifre çözme için tek bir anahtar kullanıldığından simetriktir.

Aşağıdaki örnekler, AEAD temel öğesini kullanmaya başlamanıza yardımcı olur:

C++

// A command-line utility for testing Tink AEAD.
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

#include "absl/flags/flag.h"
#include "absl/flags/parse.h"
#include "absl/log/absl_check.h"
#include "absl/status/status.h"
#include "absl/status/statusor.h"
#include "absl/strings/string_view.h"
#include "tink/aead.h"
#include "tink/aead/config_v0.h"
#include "util/util.h"
#include "tink/keyset_handle.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 AEAD (default: empty");

namespace {

using ::crypto::tink::Aead;
using ::crypto::tink::KeysetHandle;

constexpr absl::string_view kEncrypt = "encrypt";
constexpr absl::string_view kDecrypt = "decrypt";

void ValidateParams() {
  // ...
}

}  // namespace

namespace tink_cc_examples {

// AEAD example CLI implementation.
absl::Status AeadCli(absl::string_view mode, const std::string& keyset_filename,
                     const std::string& input_filename,
                     const std::string& output_filename,
                     absl::string_view associated_data) {
  // Read the keyset from file.
  absl::StatusOr<std::unique_ptr<KeysetHandle>> keyset_handle =
      ReadJsonCleartextKeyset(keyset_filename);
  if (!keyset_handle.ok()) return keyset_handle.status();

  // Get the primitive.
  absl::StatusOr<std::unique_ptr<Aead>> aead =
      (*keyset_handle)
          ->GetPrimitive<crypto::tink::Aead>(crypto::tink::ConfigAead2026());
  if (!aead.ok()) return aead.status();

  // Read the input.
  absl::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) {
    absl::StatusOr<std::string> encrypt_result =
        (*aead)->Encrypt(*input_file_content, associated_data);
    if (!encrypt_result.ok()) return encrypt_result.status();
    output = encrypt_result.value();
  } else {  // operation == kDecrypt.
    absl::StatusOr<std::string> decrypt_result =
        (*aead)->Decrypt(*input_file_content, associated_data);
    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 associated_data = absl::GetFlag(FLAGS_associated_data);

  std::clog << "Using keyset from file " << keyset_filename << " to AEAD-"
            << mode << " file " << input_filename << " with associated data '"
            << associated_data << "'." << '\n';
  std::clog << "The resulting output will be written to " << output_filename
            << '\n';

  ABSL_CHECK_OK(tink_cc_examples::AeadCli(mode, keyset_filename, input_filename,
                                          output_filename, associated_data));
  return 0;
}

Go

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"log"

	"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/aead"
	"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_GCM". Note
	// that this keyset has the secret key information in cleartext.
	jsonKeyset := `{
			"key": [{
					"keyData": {
							"keyMaterialType":
									"SYMMETRIC",
							"typeUrl":
									"type.googleapis.com/google.crypto.tink.AesGcmKey",
							"value":
									"GiBWyUfGgYk3RTRhj/LIUzSudIWlyjCftCOypTr0jCNSLg=="
					},
					"keyId": 294406504,
					"outputPrefixType": "TINK",
					"status": "ENABLED"
			}],
			"primaryKeyId": 294406504
	}`

	// 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://developers.google.com/tink/key-management-overview.
	keysetHandle, err := insecurecleartextkeyset.Read(
		keyset.NewJSONReader(bytes.NewBufferString(jsonKeyset)))
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	// Retrieve the AEAD primitive we want to use from the keyset handle.
	primitive, err := aead.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.Encrypt(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.Decrypt(ciphertext, associatedData)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	fmt.Println(string(decrypted))
	// Output: message
}

Java

package aead;

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

import com.google.crypto.tink.Aead;
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.aead.AeadConfig;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

/**
 * A command-line utility for encrypting small files with 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 AeadExample {
  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 AeadExample 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);
    }
    // Register all AEAD key types with the Tink runtime.
    AeadConfig.register();

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

    // Get the primitive.
    Aead aead = handle.getPrimitive(RegistryConfiguration.get(), Aead.class);

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

  private AeadExample() {}
}

Obj-C

NASIL YAPILIR?

Python

import tink
from tink import aead
from tink import secret_key_access


def example():
  """Encrypt and decrypt using AEAD."""
  # Register the AEAD key managers. This is needed to create an Aead primitive
  # later.
  aead.register()

  # A keyset created with "tinkey create-keyset --key-template=AES256_GCM". Note
  # that this keyset has the secret key information in cleartext.
  keyset = r"""{
      "key": [{
          "keyData": {
              "keyMaterialType":
                  "SYMMETRIC",
              "typeUrl":
                  "type.googleapis.com/google.crypto.tink.AesGcmKey",
              "value":
                  "GiBWyUfGgYk3RTRhj/LIUzSudIWlyjCftCOypTr0jCNSLg=="
          },
          "keyId": 294406504,
          "outputPrefixType": "TINK",
          "status": "ENABLED"
      }],
      "primaryKeyId": 294406504
  }"""

  # Create a keyset handle from the cleartext keyset in the previous
  # step. The keyset handle provides abstract access to the underlying keyset to
  # limit access of 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 Aead primitive we want to use from the keyset handle.
  primitive = keyset_handle.primitive(aead.Aead)

  # 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(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(ciphertext, b'associated_data')

AEAD

İlişkili Verilerle Kimliği Doğrulanmış Şifreleme (AEAD) temel öğesi, veri şifreleme için en yaygın temel öğedir ve çoğu ihtiyaca uygundur.

AEAD'nin aşağıdaki özellikleri vardır:

  • Secrecy: Düz metnin uzunluğu dışında hiçbir şey bilinmez.
  • Özgünlük: Şifrelenmiş düz metnin, şifreli metnin temelini oluşturan şifrelenmiş düz metni algılanmadan değiştirmek mümkün değildir.
  • Simetrik: Düz metnin şifrelenmesi ve şifreli metnin şifresinin çözülmesi aynı anahtarla yapılır.
  • Rastgeleleştirme: Şifreleme rastgeleleştirilir. Aynı düz metne sahip iki mesaj, farklı şifreli metinler üretir. Saldırganlar, hangi şifreli metnin hangi açık metne karşılık geldiğini bilemez. Bu durumun önüne geçmek için belirleyici AEAD kullanın.

İlişkili veriler

AEAD, şifrelenmiş metni belirli ilişkili verilere bağlamak için kullanılabilir. user-id ve encrypted-medical-history alanlarını içeren bir veritabanınız olduğunu varsayalım. Bu senaryoda, user-id, encrypted-medical-history şifrelenirken ilişkili veri olarak kullanılabilir. Bu sayede, saldırganların tıbbi geçmişi bir kullanıcıdan diğerine taşıması engellenir.

İlişkili veriler isteğe bağlıdır. Belirtilirse şifre çözme işlemi yalnızca aynı ilişkili veriler hem şifreleme hem de şifre çözme çağrılarına iletildiğinde başarılı olur.

Anahtar türü seçin

Çoğu kullanım için AES128_GCM'yi öneririz ancak farklı ihtiyaçlar için çeşitli anahtar türleri vardır. AES128, 128 bit güvenlik, AES256 ise 256 bit güvenlik sunar.

Bir mod seçerken dikkate alınması gereken iki önemli güvenlik kısıtlaması vardır:

  1. QPS: Aynı anahtarla kaç ileti şifreleniyor?
  2. İleti boyutu: İletiler ne kadar büyük?

Desteklenen anahtar türleri:

  • 16 baytlık başlatma vektörüne (IV) sahip AES-CTR-HMAC (AES128_CTR_HMAC_SHA256, AES256_CTR_HMAC_SHA256), iyi sınırlara sahip en muhafazakar moddur.
    • Anahtar oluşturma.
  • AES-EAX (AES128_EAX, AES256_EAX), AES128_CTR_HMAC_SHA256'ya kıyasla biraz daha az muhafazakar ve biraz daha hızlıdır.
    • MLGR'nin anahtarını oluşturmamak.
  • AES-GCM (AES128_GCM, AES256_GCM) genellikle mesaj sayısı (232) ve mesaj boyutu (mesaj başına yaklaşık 64 GB) konusunda en katı sınırlara sahip en hızlı moddur. Bu sınırlar aşıldığında AES-GCM, düz metni ve AES-GCM dahili anahtarının kimlik doğrulama bölümünü sızdırarak feci şekilde başarısız olur.
    • AES-GCM, ne sağlam [ABN] ne de anahtar taahhütlüdür [GLR]. İki farklı anahtarla şifresi çözülebilen bir şifreli metin oluşturmak mümkündür. Bu durum, pratik saldırılara yol açabilir [DGRW]. Anahtar düşman tarafından seçildiyse tehdit modelinizi dikkatlice inceleyin.
  • AES-GCM-SIV (AES128_GCM_SIV, AES256_GCM_SIV) [RFC8452], tek seferlik rastgele sayının yanlışlıkla hatalı kullanımına karşı dayanıklıdır ve AES-GCM kadar performanslıdır. Rastgele IV'lere sahip AES-GCM-SIV için mesaj sayısı ve mesaj boyutu sınırları, AES-GCM'nin sınırlarından çok daha yüksektir. Bu sınırlar aşıldığında AES-GCM-SIV daha az yıkıcı bir şekilde başarısız olur: Yalnızca iki mesajın eşit olduğunu sızdırır. AES-GCM-SIV'nin kullanımı daha güvenlidir ancak pratikte daha az kullanılır.
  • XChaCha20-Poly1305 (XCHACHA20_POLY1305), AES-GCM'ye kıyasla çok daha yüksek bir ileti sayısı ve ileti boyutu sınırına sahiptir ancak başarısız olduğunda (çok düşük bir ihtimal) anahtar materyalini de sızdırır. Donanım hızlandırmalı olmadığından, donanım hızlandırmanın kullanılabildiği durumlarda AES modlarından daha yavaş olabilir.
    • Anahtar taahhüdü içermeyen LGR.

AEAD şifreli metninin kablo biçimi hakkında daha fazla bilgi edinin.

Güvenlik garantileri

AEAD uygulamaları şunları sunar:

  • CCA2 güvenliği.
  • En az 80 bit kimlik doğrulama gücü.
  • Toplam 250 bayt ile en az 232 mesajı şifreleme özelliği. Seçilen 232 düz metin veya şifreli metinle yapılan hiçbir saldırının başarı olasılığı 2-32'den yüksek değildir.