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 在支持的编程语言之一中使用，请参阅编程语言。 有关定义适当 AWS Encryption SDK 实现要素的规范，请参阅中的AWS Encryption SDK 规范 GitHub。

如果您正在构建自己的库，该库可以读取和写入与兼容的密文 AWS Encryption SDK，则需要了解如何 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 以及 SHA-512	ECDSA 以及 P-384 和 SHA-384	HKDF 以及 SHA-512	32（密钥承诺）
04 78	0x02	AES-GCM	256	HKDF 以及 SHA-512	无	HKDF 以及 SHA-512	32（密钥承诺）
03 78	0x01	AES-GCM	256	HKDF 以及 SHA-384	ECDSA 以及 P-384 和 SHA-384	无	不适用
03 46	0x01	AES-GCM	192	HKDF 以及 SHA-384	ECDSA 以及 P-384 和 SHA-384	无	不适用
02 14	0x01	AES-GCM	128	HKDF 以及 SHA-256	ECDSA 以及 P-256 和 SHA-256	无	不适用
01 78	0x01	AES-GCM	256	HKDF 以及 SHA-256	无	无	不适用
01 46	0x01	AES-GCM	192	HKDF 以及 SHA-256	无	无	不适用
01 14	0x01	AES-GCM	128	HKDF 以及 SHA-256	无	无	不适用
00 78	0x01	AES-GCM	256	无	无	无	不适用
00 46	0x01	AES-GCM	192	无	无	无	不适用
00 14	0x01	AES-GCM	128	无	无	无	不适用

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，此数据密钥用作基于 HMAC 的密 extract-and-expand 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。 AWS Encryption SDK 中的算法套件使用具有伽罗瓦/计数器模式（GCM）的高级加密标准（AES）加密算法。

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

基于 HMAC 的 extract-and-expand 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）

• 使用的哈希函数是 SHA-384 或 SHA-256，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长度；即，SHA-384 为 48 个字节，SHA-256 为 32 个字节。

  • 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。

  • 密钥标签是按大端字节顺序排列的 DERIVEKEY 字符串的 UTF-8 编码字节。

  • 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)，具体细节如下：

• 使用的椭圆曲线是 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（具有 P-384 曲线）或 SHA-256（具有 P-256 曲线）。