Načini delovanja in vezava klicev

graph TD
    CALL["Klic metode, na primer CreateSelfSigned"]
    FW["Metoda .NET, nespremenjena"]
    EXT["Razširitev knjižnice"]
    DEF["PostQuantumConfig.DefaultMode"]
    C["Classic: rezultat metode .NET"]
    H["Hybrid: klasično in ML-DSA"]
    P["PostQuantum: samo ML-DSA ali ML-KEM"]
    CALL -- "brez argumenta CryptoMode" --> FW
    CALL -- "z argumentom CryptoMode" --> EXT
    EXT -- "vrednost null" --> DEF
    EXT --> C
    EXT --> H
    EXT --> P
    DEF --> C
    DEF --> H
    DEF --> P

Slika: Ali klic pride v knjižnico, odloči samo prevajalnik na podlagi argumenta CryptoMode. Šele znotraj knjižnice vrednost argumenta izbere način delovanja.

Knjižnica pozna tri načine delovanja. Kateri način klic uporabi, je razvidno na mestu klica; globalnega stikala, ki bi tiho spremenilo obstoječo kodo, ni.

• Trije načini delovanja v naštevnem tipu CryptoMode: Classic, Hybrid in PostQuantum.
• Vezava s prevajalnikom: Klic brez CryptoMode vedno doseže metodo .NET.
• Privzeta nastavitev za vrednost null: PostQuantumConfig.DefaultMode določa, kaj ustvari klic z mode: null.
• Brez tihega preklopa: Zahtevani način PQ vrne rezultat PQ ali ne uspe.
• PostQuantum samo z izjemo: Privzete nastavitve po BSI TR-02102-1 dovolijo samostojne postopke PQ šele, ko to dovoli aplikacija.

Hybrid je način za prehodno obdobje: nasprotne strani, ki PQ ne poznajo, delujejo nespremenjeno naprej, del PQ pa ščiti podatke, ko bo klasične postopke mogoče zlomiti. BSI TR-02102-1 postopke PQ priporoča samo v takšni kombinaciji s klasičnim postopkom.

PostQuantum predpostavlja, da vsi udeleženci obdelujejo ML-DSA ali ML-KEM. Ker pravila samostojnega postopka PQ ne priporočajo, vsaka operacija v tem načinu sproži CryptographicException, dokler aplikacija v PostQuantumConfig.Exemptions ne nastavi PostQuantumExemptions.PurePostQuantum. To velja tudi za preverjanje. Podrobnosti: Pravila za postkvantne postopke.

Vsaka razširitev ima enako ime in enake parametre kot metoda .NET ter doda neobvezni parameter CryptoMode? mode. Kadar ustrezata obe, prevajalnik C# vedno izbere metodo primerka pred razširitveno metodo. Iz tega sledi:

// Veže se na CertificateRequest.CreateSelfSigned v .NET.
using var classic = request.CreateSelfSigned(notBefore, notAfter);
 
// Veže se na razširitev knjižnice.
using var hybrid = request.CreateSelfSigned(notBefore, notAfter, CryptoMode.Hybrid);

Klic brez argumenta se zato v vsem vede kot doslej, tudi pri napakah. Primer: za zahtevek s ključem ML-DSA CreateSelfSigned brez argumenta sproži InvalidOperationException iz .NET, ker .NET tega ključa ne pozna. Šele klic s CryptoMode.PostQuantum izda potrdilo.

Če podate mode: null, razširitev uporabi PostQuantumConfig.DefaultMode. Privzeta vrednost je Classic. PostQuantumConfig.EnablePostQuantum(mode) naloži OpenSSL in DefaultMode nastavi na mode šele, ko to uspe. Tako lahko način delovanja določite na enem mestu v aplikaciji, vsako mesto klica pa z argumentom pokaže, da uporablja knjižnico:

PostQuantumConfig.EnablePostQuantum(CryptoMode.Hybrid);
 
// DefaultMode je zdaj Hybrid; klic ustvari hibridno potrdilo.
using var certificate = request.CreateSelfSigned(notBefore, notAfter, mode: null);

Če klic zahteva Hybrid ali PostQuantum in knjižnica dela PQ ne more ustvariti, klic ne uspe s CryptographicException. To se zgodi, kadar OpenSSL manjka ali postopka ne ponuja, kadar potrebnega ključa ML-DSA v procesu ni in kadar ključ ne ustreza načinu delovanja. Rezultata, ki bi nosil samo klasični del, takšen klic nikoli ne vrne.

EnablePostQuantum sledi istemu pravilu: če se OpenSSL ne naloži ali ne ponuja ML-DSA-65 ali ML-KEM-768, metoda sproži izjemo, DefaultMode pa ohrani dosedanjo vrednost. EnablePostQuantum(CryptoMode.PostQuantum) brez izjeme PurePostQuantum sproži izjemo, še preden naloži OpenSSL.

• Brez argumenta ni PQ. DefaultMode vpliva samo na klice z argumentom CryptoMode. Obstoječa koda brez tega argumenta z EnablePostQuantum ne pridobi dela PQ.
• null podajte samo z imenom. Vrednost null na mestu argumenta se lahko veže na drugo preobremenitev .NET; request.CreateSigningRequest(null) na primer pokliče preobremenitev .NET z X509SignatureGenerator. Zato pišite mode: null.
• Način delovanja in ključ se morata ujemati. PostQuantum potrebuje ključ ML-DSA ali ML-KEM, Hybrid pa ključ RSA ali ECDSA; spremljajoči ključ ML-DSA knjižnica ustvari sama ali ga prevzame od klicatelja.
• Nastavitve za ves proces. DefaultMode in OpenSslPath veljata za ves proces. Nastavite ju enkrat ob zagonu aplikacije, preden se izvede prva kriptografska operacija.

• WKL.System.Security.Cryptography – pregled
• Pravila za postkvantne postopke
• Vključitev OpenSSL
• Oblike postkvantnih delov
• Prva hibridna veriga potrdil