ننصحك باستخدام نوع DHKEM_X25519_HKDF_SHA256 وHKDF_SHA256 وAES_256_GCM الأساسي في معظم حالات استخدام تشفير المفتاح العام.
يتضمّن تشفير المفتاح العام حماية البيانات باستخدام مفتاحَين: أحدهما عام والآخر خاص. يُستخدم المفتاح العام للتشفير ويُستخدَم المفتاح الخاص لفك التشفير. ويُعدّ هذا اختيارًا جيدًا إذا لم يتمكّن المُرسِل من تخزين البيانات السرية ويحتاج إلى تشفير البيانات باستخدام مفتاح عام.
تساعدك الأمثلة التالية على بدء استخدام النظام الأساسي للتشفير المختلط:
C++
// A command-line utility for testing Tink Hybrid Encryption.
#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 "util/util.h"
#ifndef TINK_EXAMPLES_EXCLUDE_HPKE
#include "tink/hybrid/hpke_config.h"
#endif
#include "tink/hybrid/hybrid_config.h"
#include "tink/hybrid_decrypt.h"
#include "tink/hybrid_encrypt.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, "", "Input file name");
ABSL_FLAG(std::string, output_filename, "", "Output file name");
ABSL_FLAG(std::string, context_info, "",
"Context info for Hybrid Encryption/Decryption");
namespace {
using ::crypto::tink::HybridDecrypt;
using ::crypto::tink::HybridEncrypt;
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 {
Status HybridCli(absl::string_view mode, const std::string& keyset_filename,
const std::string& input_filename,
const std::string& output_filename,
absl::string_view context_info) {
Status result = crypto::tink::HybridConfig::Register();
if (!result.ok()) return result;
#ifndef TINK_EXAMPLES_EXCLUDE_HPKE
// HPKE isn't supported when using OpenSSL as a backend.
result = crypto::tink::RegisterHpke();
if (!result.ok()) return result;
#endif
// Read the keyset from file.
StatusOr<std::unique_ptr<KeysetHandle>> keyset_handle =
ReadJsonCleartextKeyset(keyset_filename);
if (!keyset_handle.ok()) return keyset_handle.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) {
// Get the hybrid encryption primitive.
StatusOr<std::unique_ptr<HybridEncrypt>> hybrid_encrypt_primitive =
(*keyset_handle)
->GetPrimitive<crypto::tink::HybridEncrypt>(
crypto::tink::ConfigGlobalRegistry());
if (!hybrid_encrypt_primitive.ok()) {
return hybrid_encrypt_primitive.status();
}
// Generate the ciphertext.
StatusOr<std::string> encrypt_result =
(*hybrid_encrypt_primitive)->Encrypt(*input_file_content, context_info);
if (!encrypt_result.ok()) return encrypt_result.status();
output = encrypt_result.value();
} else { // operation == kDecrypt.
// Get the hybrid decryption primitive.
StatusOr<std::unique_ptr<HybridDecrypt>> hybrid_decrypt_primitive =
(*keyset_handle)
->GetPrimitive<crypto::tink::HybridDecrypt>(
crypto::tink::ConfigGlobalRegistry());
if (!hybrid_decrypt_primitive.ok()) {
return hybrid_decrypt_primitive.status();
}
// Recover the plaintext.
StatusOr<std::string> decrypt_result =
(*hybrid_decrypt_primitive)->Decrypt(*input_file_content, context_info);
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 context_info = absl::GetFlag(FLAGS_context_info);
std::clog << "Using keyset from file " << keyset_filename << " to hybrid "
<< mode << " file " << input_filename << " with context info '"
<< context_info << "'." << std::endl;
std::clog << "The resulting output will be written to " << output_filename
<< std::endl;
CHECK_OK(tink_cc_examples::HybridCli(mode, keyset_filename, input_filename,
output_filename, context_info));
return 0;
}
البدء
import (
"bytes"
"fmt"
"log"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/hybrid"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/insecurecleartextkeyset"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/keyset"
)
func Example() {
// A private keyset created with
// "tinkey create-keyset --key-template=DHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_256_GCM --out private_keyset.cfg".
// Note that this keyset has the secret key information in cleartext.
privateJSONKeyset := `{
"key": [{
"keyData": {
"keyMaterialType":
"ASYMMETRIC_PRIVATE",
"typeUrl":
"type.googleapis.com/google.crypto.tink.HpkePrivateKey",
"value":
"EioSBggBEAEYAhogVWQpmQoz74jcAp5WOD36KiBQ71MVCpn2iWfOzWLtKV4aINfn8qlMbyijNJcCzrafjsgJ493ZZGN256KTfKw0WN+p"
},
"keyId": 958452012,
"outputPrefixType": "TINK",
"status": "ENABLED"
}],
"primaryKeyId": 958452012
}`
// The corresponding public keyset created with
// "tinkey create-public-keyset --in private_keyset.cfg".
publicJSONKeyset := `{
"key": [{
"keyData": {
"keyMaterialType":
"ASYMMETRIC_PUBLIC",
"typeUrl":
"type.googleapis.com/google.crypto.tink.HpkePublicKey",
"value":
"EgYIARABGAIaIFVkKZkKM++I3AKeVjg9+iogUO9TFQqZ9olnzs1i7Sle"
},
"keyId": 958452012,
"outputPrefixType": "TINK",
"status": "ENABLED"
}],
"primaryKeyId": 958452012
}`
// Create a keyset handle from the keyset containing the public key. Because the
// public keyset does not contain any secrets, we can use [keyset.ReadWithNoSecrets].
publicKeysetHandle, err := keyset.ReadWithNoSecrets(
keyset.NewJSONReader(bytes.NewBufferString(publicJSONKeyset)))
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Retrieve the HybridEncrypt primitive from publicKeysetHandle.
encPrimitive, err := hybrid.NewHybridEncrypt(publicKeysetHandle)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
plaintext := []byte("message")
encryptionContext := []byte("encryption context")
ciphertext, err := encPrimitive.Encrypt(plaintext, encryptionContext)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Create a keyset handle from the cleartext private keyset in the previous
// step. The keyset handle provides abstract access to the underlying keyset to
// limit the access of 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.
privateKeysetHandle, err := insecurecleartextkeyset.Read(
keyset.NewJSONReader(bytes.NewBufferString(privateJSONKeyset)))
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Retrieve the HybridDecrypt primitive from privateKeysetHandle.
decPrimitive, err := hybrid.NewHybridDecrypt(privateKeysetHandle)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
decrypted, err := decPrimitive.Decrypt(ciphertext, encryptionContext)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
fmt.Println(string(decrypted))
// Output: message
}
Java
package hybrid;
import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;
import com.google.crypto.tink.HybridDecrypt;
import com.google.crypto.tink.HybridEncrypt;
import com.google.crypto.tink.InsecureSecretKeyAccess;
import com.google.crypto.tink.KeysetHandle;
import com.google.crypto.tink.TinkJsonProtoKeysetFormat;
import com.google.crypto.tink.hybrid.HybridConfig;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
/**
* A command-line utility for hybrid encryption.
*
* <p>It loads cleartext keys from disk - this is not recommended!
*
* <p>It requires the following arguments:
*
* <ul>
* <li>mode: either 'encrypt' or 'decrypt'.
* <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] contex-info: Bind the encryption to this context info.
*/
public final class HybridExample {
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 HybridExample encrypt/decrypt key-file input-file output-file context-info");
System.exit(1);
}
String mode = args[0];
if (!mode.equals("encrypt") && !mode.equals("decrypt")) {
System.err.println("Incorrect mode. Please select encrypt or decrypt.");
System.exit(1);
}
Path keyFile = Paths.get(args[1]);
Path inputFile = Paths.get(args[2]);
byte[] input = Files.readAllBytes(inputFile);
Path outputFile = Paths.get(args[3]);
byte[] contextInfo = new byte[0];
if (args.length == 5) {
contextInfo = args[4].getBytes(UTF_8);
}
// Register all hybrid encryption key types with the Tink runtime.
HybridConfig.register();
// Read the keyset into a KeysetHandle.
KeysetHandle handle =
TinkJsonProtoKeysetFormat.parseKeyset(
new String(Files.readAllBytes(keyFile), UTF_8), InsecureSecretKeyAccess.get());
if (mode.equals("encrypt")) {
// Get the primitive.
HybridEncrypt encryptor = handle.getPrimitive(HybridEncrypt.class);
// Use the primitive to encrypt data.
byte[] ciphertext = encryptor.encrypt(input, contextInfo);
Files.write(outputFile, ciphertext);
} else {
HybridDecrypt decryptor = handle.getPrimitive(HybridDecrypt.class);
// Use the primitive to decrypt data.
byte[] plaintext = decryptor.decrypt(input, contextInfo);
Files.write(outputFile, plaintext);
}
}
private HybridExample() {}
}
Obj-C
Python
import tink
from tink import hybrid
from tink import secret_key_access
def example():
"""Encrypt and decrypt using hybrid encryption."""
# Register the hybrid encryption key managers. This is needed to create
# HybridEncrypt and HybridDecrypt primitives later.
hybrid.register()
# A private keyset created with
# tinkey create-keyset \
# --key-template=DHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_256_GCM \
# --out private_keyset.cfg
# Note that this keyset has the secret key information in cleartext.
private_keyset = r"""{
"key": [{
"keyData": {
"keyMaterialType":
"ASYMMETRIC_PRIVATE",
"typeUrl":
"type.googleapis.com/google.crypto.tink.HpkePrivateKey",
"value":
"EioSBggBEAEYAhogVWQpmQoz74jcAp5WOD36KiBQ71MVCpn2iWfOzWLtKV4aINfn8qlMbyijNJcCzrafjsgJ493ZZGN256KTfKw0WN+p"
},
"keyId": 958452012,
"outputPrefixType": "TINK",
"status": "ENABLED"
}],
"primaryKeyId": 958452012
}"""
# The corresponding public keyset created with
# "tinkey create-public-keyset --in private_keyset.cfg"
public_keyset = r"""{
"key": [{
"keyData": {
"keyMaterialType":
"ASYMMETRIC_PUBLIC",
"typeUrl":
"type.googleapis.com/google.crypto.tink.HpkePublicKey",
"value":
"EgYIARABGAIaIFVkKZkKM++I3AKeVjg9+iogUO9TFQqZ9olnzs1i7Sle" },
"keyId": 958452012,
"outputPrefixType": "TINK",
"status": "ENABLED"
}],
"primaryKeyId": 958452012
}"""
# Create a keyset handle from the keyset containing the public key. Because
# this keyset does not contain any secrets, we can use
# `parse_without_secret`.
public_keyset_handle = tink.json_proto_keyset_format.parse_without_secret(
public_keyset
)
# Retrieve the HybridEncrypt primitive from the keyset handle.
enc_primitive = public_keyset_handle.primitive(hybrid.HybridEncrypt)
# Use enc_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 = enc_primitive.encrypt(b'message', b'context_info')
# Create a keyset handle from the private keyset. 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 tink.json_proto_keyset_format.parse, as it implies that your key
# material is passed in cleartext which is a security risk.
private_keyset_handle = tink.json_proto_keyset_format.parse(
private_keyset, secret_key_access.TOKEN
)
# Retrieve the HybridDecrypt primitive from the private keyset handle.
dec_primitive = private_keyset_handle.primitive(hybrid.HybridDecrypt)
# Use dec_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.
decrypted = dec_primitive.decrypt(ciphertext, b'context_info')
التشفير المختلَط
تجمع المجموعة الأولية للتشفير المختلط بين كفاءة التشفير المتماثل وسهولة استخدام التشفير بالمفتاح العام (غير المتماثل). ويمكن لأي شخص تشفير البيانات باستخدام المفتاح العام، ولكن يمكن فقط للمستخدمين الذين لديهم المفتاح الخاص فك تشفير البيانات.
بالنسبة إلى التشفير المختلط، ينشئ المرسِل مفتاحًا متماثلاً جديدًا لتشفير النص العادي لكل رسالة لإنتاج نص مُشفر. وتتم تضمين هذا المفتاح المتماثل مع المفتاح العام للمستلم. بالنسبة إلى فك التشفير المختلط، يتم فك تشفير المفتاح المتماثل من قِبل المستلم ثم استخدامه لفك تشفير النص المشفّر لاسترداد النص العادي الأصلي. يُرجى الاطّلاع على تنسيق سلك التشفير المختلط في Tink لمعرفة تفاصيل عن كيفية تخزين أو إرسال النص المشفر مع تغليف المفاتيح.
يتسم التشفير المختلط بالخصائص التالية:
- السرية: لا يمكن لأحد الحصول على أي معلومات عن النص العادي المشفّر (باستثناء طوله)، ما لم يكن لديه إذن الوصول إلى المفتاح الخاص.
- عدم التماثل: يمكن تشفير النص المشفر باستخدام المفتاح العام، ولكن لفك التشفير، يكون المفتاح الخاص مطلوبًا.
- الترتيب العشوائي: يكون التشفير عشوائيًا. لن تعرض رسالتان لهما نفس النص العادي نفس النص المشفر. وهذا يمنع المهاجمين من معرفة أي النص المُشفر الذي يتوافق مع نص عادي معين.
يتم تمثيل التشفير المختلط في Tink كزوج من العناصر الأولية:
- HybridEncrypt للتشفير
- HybridDecrypt لفك التشفير
معلمة معلومات السياق
بالإضافة إلى النص العادي، يقبل التشفير المختلط معلَمة إضافية،
context_info، والتي عادةً ما تكون بيانات عامة ضمنية من السياق، ولكن
يجب أن تكون مرتبطة بالنص المشفر الناتج. وهذا يعني أن النص المُشفر
يسمح لك بالتأكد من سلامة معلومات السياق ولكن لا توجد
ضمانات لسريتها أو أصالتها. يمكن أن تكون معلومات السياق الفعلية فارغة أو خالية، ولكن لضمان فك التشفير الصحيح للنص المشفر الناتج، يجب تقديم قيمة معلومات السياق نفسها لفك التشفير.
يمكن أن يربط التطبيق الفعلي للتشفير المختلط معلومات السياق بالنص المشفر بطرق مختلفة، على سبيل المثال:
- استخدِم
context_infoكإدخال بيانات مرتبط للتشفير المتماثل AEAD (cf. RFC 5116). - استخدِم
context_infoكإدخال "CtxInfo" لـ HKDF (إذا كان التنفيذ يستخدم HKDF كدالة اشتقاقية رئيسية، راجع RFC 5869).
اختيار نوع المفتاح
نقترح عليك استخدام نوع المفتاح
DHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_256_GCM في معظم حالات الاستخدام. يطبّق هذا النوع من المفاتيح معيار تشفير المفتاح العام
المختلط (HPKE) على النحو المحدّد في RFC
9180. ويتكون بروتوكول HPKE من آلية تغليف المفاتيح (KEM)، ووظيفة اشتقاق المفتاح (KDF)، وخوارزمية التشفير المصادق عليها باستخدام خوارزمية AEAD.
يستعين DHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_256_GCM تحديدًا بما يلي:
- كيم: "ديفي-هيلمان" فوق Curve25519 باستخدام خوارزمية HKDF-SHA-256 لاستنتاج السر المشترك.
- KDF: HKDF-SHA-256 لاستنتاج سياق المرسل والمستلم.
- AEAD: AES-256-GCM مع أرقام خاصة بحجم 12 بايت تم إنشاؤها وفقًا لمعيار HPKE.
تشمل أنواع مفاتيح HPKE المتوافقة الأخرى، على سبيل المثال لا الحصر، ما يلي:
DHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_128_GCMDHKEM_X25519_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_CHACHA20_POLY1305DHKEM_P256_HKDF_SHA256_HKDF_SHA256_AES_128_GCMDHKEM_P521_HKDF_SHA512_HKDF_SHA512_AES_256_GCM
راجِع RFC 9180 للحصول على مزيد من التفاصيل حول خيارات الخوارزمية لخوارزمية KEM وKDF وAEAD.
على الرغم من أنّه لن يُنصح بذلك بعد الآن، يتيح تطبيق Tink أيضًا استخدام بعض صيغ ECIES كما هو موضّح في معيار Victor Shoup 18033-2. في ما يلي بعض أنواع مفاتيح ECIES المتاحة:
ECIES_P256_HKDF_HMAC_SHA256_AES128_GCMECIES_P256_COMPRESSED_HKDF_HMAC_SHA256_AES128_GCMECIES_P256_HKDF_HMAC_SHA256_AES128_CTR_HMAC_SHA256ECIES_P256_COMPRESSED_HKDF_HMAC_SHA256_AES128_CTR_HMAC_SHA256
السمات البسيطة
- يمكن أن يكون طول النص العادي ومعلومات السياق عشوائية (في نطاق 0..232 بايت)
- الحماية من هجمات النص المُشفر التكيُّفية
- أمان 128 بت للمخططات المستندة إلى المنحنى الإهليلجي