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AWS Encryption SDK 算法参考 - AWS Encryption SDK

本文属于机器翻译版本。若本译文内容与英语原文存在差异，则一律以英文原文为准。

AWS Encryption SDK 算法参考

本页面提供了在您构建与 AWS Encryption SDK兼容的加密库时可供参考的信息。如果您不需要构建自己的兼容加密库，则可能不需要此信息。

要 AWS Encryption SDK 在支持的编程语言中使用，请参阅编程语言。

有关定义正确 AWS Encryption SDK 实现元素的规范，请参阅中的AWS Encryption SDK 规范 GitHub。

如果您正在构建自己的库来读写与兼容的密文 AWS Encryption SDK，则需要了解该库如何 AWS Encryption SDK 实现支持的算法套件来加密原始数据。

AWS Encryption SDK 支持以下算法套件。所有 AES-GCM 算法套件都有一个 12 字节的初始化向量和一个 16 字节的 AES-GCM身份验证标签。默认算法套件因 AWS Encryption SDK 版本和所选密钥承诺策略而异。有关详细信息，请参阅承诺策略和算法套件。

AWS Encryption SDK 算法套件
算法 ID 消息格式版本 加密算法 数据密钥长度（位） 密钥派生算法 签名算法 密钥承诺算法 算法套件数据长度（字节）
05 78 0x02 AES-GCM 256 HKDF 与 SHA-512 带有和的 ECDSA P-384 SHA-384 HKDF 与 SHA-512 32（密钥承诺）
04 78 0x02 AES-GCM 256 HKDF 与 SHA-512 无 HKDF 与 SHA-512 32（密钥承诺）
03 78 0x01 AES-GCM 256 HKDF 与 SHA-384 带有和的 ECDSA P-384 SHA-384 无 N/A
03 46 0x01 AES-GCM 192 HKDF 与 SHA-384 带有和的 ECDSA P-384 SHA-384 无 N/A
02 14 0x01 AES-GCM 128 HKDF 与 SHA-256 带有和的 ECDSA P-256 SHA-256 无 N/A
01 78 0x01 AES-GCM 256 HKDF 与 SHA-256 无 无 N/A
01 46 0x01 AES-GCM 192 HKDF 与 SHA-256 无 无 N/A
01 14 0x01 AES-GCM 128 HKDF 与 SHA-256 无 无 N/A
00 78 0x01 AES-GCM 256 无 无 无 N/A
00 46 0x01 AES-GCM 192 无 无 无 N/A
00 14 0x01 AES-GCM 128 无 无 无 N/A
算法 ID

一个 2 字节十六进制值，用于唯一地标识算法实施。该值存储在加密文字的消息标头中。

消息格式版本

消息格式的版本。带有密钥承诺的算法套件使用消息格式版本 2（0x02）。没有密钥承诺的算法套件使用消息格式版本 1（0x01）。

算法套件数据长度

特定于算法套件的数据长度（以字节为单位）。只有消息格式版本 2（0x02）支持此字段。在消息格式版本 2（0x02）中，此数据出现在消息标头的 Algorithm suite data 字段中。支持密钥承诺的算法套件使用 32 字节作为密钥承诺字符串。有关更多信息，请参阅该列表中的密钥承诺算法。

数据密钥长度

数据密钥的长度（以位为单位）。 AWS Encryption SDK 支持 256 位、192 位和 128 位密钥。数据密钥是由密钥环或主密钥生成的。

在某些实现中，此数据密钥用作 HMAC-based提取和扩展密钥派生函数 (HKDF) 的输入。HKDF 的输出用作加密算法中的数据加密密钥。有关更多信息，请参阅该列表中的密钥派生算法。

加密算法

与加密算法一起使用的名称和模式。中的算法套件 AWS Encryption SDK 使用高级加密标准 (AES) 加密算法和 Galois/Counter 模式 (GCM)。

密钥承诺算法

用于计算密钥承诺字符串的算法。输出存储在消息标头的 Algorithm suite data 字段中，用于验证密钥承诺的数据密钥。

有关向算法套件添加密钥承诺的技术说明，请参阅 Cryptology ePrint Archive 中的 Key Committing AEADs。

密钥派生算法

HMAC-based 提取和扩展密钥派生函数 (HKDF) 用于派生数据加密密钥。 AWS Encryption SDK 使用 RFC 5869 中定义的 HKDF。

没有密钥承诺的算法套件（算法 ID 01xx – 03xx）

  • 使用的哈希函数为 SHA-384 或 SHA-256，具体取决于算法套件。

  • 对于提取步骤：

    • 不使用加密盐。根据 RFC，加密盐设置为包含零的字符串。字符串长度等于哈希函数输出的长度，该长度为 48 字节，输出为 32 字节 SHA-256。 SHA-384

    • 输入加密材料是来自密钥环或主密钥提供程序的数据密钥。

  • 对于扩展步骤：

    • 输入伪随机密钥是提取步骤的输出。

    • 输入信息是将算法 ID 和消息 ID（按此顺序）串联在一起的结果。

    • 输出加密材料的长度是数据密钥长度。该输出用作加密算法中的数据加密密钥。

带有密钥承诺的算法套件（算法 ID 04xx 和05xx）

  • 使用的哈希函数是 SHA-512。

  • 对于提取步骤：

    • 加密盐是一个 256 位的加密随机值。在消息格式版本 2（0x02）中，此值存储在 MessageID 字段中。

    • 初始加密材料是来自密钥环或主密钥提供程序的数据密钥。

  • 对于扩展步骤：

    • 输入伪随机密钥是提取步骤的输出。

    • 密钥标签是按大端 UTF-8-encoded 字节顺序排DERIVEKEY列的字符串字节。

    • 输入信息是将算法 ID 和密钥标签（按此顺序）串联在一起的结果。

    • 输出加密材料的长度是数据密钥长度。该输出用作加密算法中的数据加密密钥。

消息格式版本

算法套件中使用的消息格式的版本。有关更多信息，请参阅 消息格式参考。

签名算法

用于在加密文字标头和正文上生成数字签名的签名算法。 AWS Encryption SDK 使用椭圆曲线数字签名算法 (ECDSA)，具体如下：

  • 使用的椭圆曲线要么是 P-384 或 P-256 曲线，由算法 ID 指定。这些曲线是在数字签名标准 (DSS) (FIPS PUB 186-4) 中定义的。

  • 使用的哈希函数是 SHA-384 （使用 P-384 曲线）或 SHA-256 （使用 P-256 曲线）。