WvdS Crypto Service – pregled

Predogled: Storitev je objavljena kot predogled. Protokoli, kode napak in možnosti gradnje se lahko do prve potrjene izdaje še spremenijo. Omejitve na koncu te strani veljajo za trenutno stanje.

graph LR
    subgraph L4Re["Mikrojedro L4Re"]
        C1["Vaše opravilo, npr. prehod"] -- "binarni protokol prek skupnega pomnilnika" --> S1["Kriptografska storitev (l4re)"]
    end
    subgraph WIN["Windows"]
        C2["Vaš program"] -- "vrstice JSON prek imenovane cevi" --> S2["Kriptografska storitev (win)"]
    end
    S1 --> O1["OpenSSL"]
    S2 --> O2["OpenSSL"]

Slika: Dve izvedbi iste storitve. Obe hranita ključe v lastnem procesu in računata z OpenSSL; razlikujeta se v prenosu in obliki sporočil.

WvdS Crypto Service je storitveni proces, ki drugim programom opravlja kriptografske operacije: AES-256-GCM, postkvantni podpis ML-DSA (FIPS 204), postkvantno enkapsulacijo ključa ML-KEM (FIPS 203) in izpeljavo ključev HKDF-SHA256. Namenjen je ekipam, ki na mikrojedru L4Re ali v sistemu Windows razvijajo vgrajene ali industrijske sisteme in kriptografije ne želijo vgrajevati v vsako komponento posebej. Aplikacija pošlje zahtevo in prejme rezultat; zasebni ključi procesa storitve nikoli ne zapustijo.

• Dve izvedbi: l4re za mikrojedro L4Re na x86_64 in aarch64, dosegljiva prek skupnega pomnilnika s stalno binarno obliko; win za Windows x86_64, dosegljiva prek imenovanih cevi z JSON. Kaj ju loči, opisuje Primerjava izvedb.
• Postkvantni algoritmi: ML-DSA-44, -65 in -87 za podpisovanje in preverjanje, ML-KEM-512, -768 in -1024 za enkapsulacijo in dekapsulacijo. Oba algoritma računa OpenSSL.
• Ključi ostanejo v storitvi: Storitev pare ključev ustvari sama in vrne le identifikator in javni ključ. Vsaka operacija z zasebnim ključem ga navede s tem identifikatorjem.
• Zaščita pred ponovljeno enkratno vrednostjo: Pri AES-GCM si storitev za vsak ključ zapomni nazadnje uporabljene enkratne vrednosti (nonce) in ponovitev zavrne.
• Omejitev obremenitve: Obe izvedbi sprejmeta največ 60.000 zahtev v 60 sekundah; izvedba L4Re sporočilo dodatno omeji na 64 KiB koristnih podatkov.
• Preverljive zaveze za integratorje: Za izvedbo L4Re binarni protokol zavezujoče opisuje zaglavna datoteka C wvds_crypto.h; testni vektorji v crypto_test_vectors.json prikazujejo celotne zahteve in odgovore bajt za bajtom.

Ena storitev namesto številnih vgradenj. Vsaka komponenta, ki sama vključuje OpenSSL, prinese lastno hrambo ključev, lastno obravnavo napak in lastne posodobitve. Storitev vse to združi na enem mestu. Komponenta, ki pošilja zahteve, ne potrebuje kriptografske knjižnice, le prenos.

Identifikator namesto ključa. Ustvarjanje ključa vrne naključen 32-bitni identifikator. Nadaljnje zahteve navedejo ta identifikator; zasebnega ključa klicatelj nikoli ne vidi. Podrobnosti: Ključi in njihova hramba.

Stalni algoritmi, odprti nabori parametrov. Storitev ponuja vse tri nabore parametrov ML-DSA in ML-KEM, izbiro pa prepušča klicatelju. Katere priporoča tehnična smernica nemškega zveznega urada za informacijsko varnost BSI TR-02102-1 in česa storitev še ne ponuja, opisuje Algoritmi in nabori parametrov.

• Ključi so le v delovnem pomnilniku. Storitev ključev trajno ne shranjuje. Po ponovnem zagonu so vsi ključi in identifikatorji izgubljeni. Zato ni primerna za dolgožive podpisne ključe, na primer ključe overitelja; takšni ključi sodijo v strojni varnostni modul (HSM).
• Prek L4Re ni mogoče zagotoviti ključa AES. Binarni protokol nima zahteve, ki bi ključ AES ustvarila ali uvozila. Zahtev AES prek izvedbe L4Re danes zato ni mogoče uporabiti; izvedba Windows ključe AES ustvari z keygen.
• Brez hibridnega postopka. Storitev ML-KEM ne kombinira s klasičnim algoritmom. Če potrebujete hibridni postopek, skrivnosti kombinirate sami.
• Izvedba L4Re se gradi kot program za Linux. Nastavljeni cilji gradnje ustvarijo programe za Linux na x86_64 in aarch64. Če tak program ne teče v L4Re, izvede predstavitev algoritmov in ne sprejema zahtev. Kako so cilji gradnje povezani, opisuje Primerjava izvedb.
• Dva različna protokola. Izvedbi ne razumeta istih sporočil. Program, ki naj komunicira z obema, potrebuje dve vgradnji.
• Brez certifikacije. Storitev ni certificirana niti po FIPS 140-3 niti po kateri drugi shemi vrednotenja.

• Prvi koraki
• Koncepti
• Navodila
• Referenca
• Odpravljanje težav