====== NativeCryptoProvider ======

**Namespace:** ''WvdS.System.Security.Cryptography.Providers''

P/Invoke-basierter Krypto-Provider für Server und Desktop-Anwendungen. Kommuniziert direkt mit OpenSSL 3.6 über Platform Invocation Services.

===== Übersicht =====

Der ''NativeCryptoProvider'' ist der Standard-Provider für:

  * Blazor Server
  * ASP.NET Core
  * Desktop-Anwendungen (Windows, Linux, macOS)
  * Konsolenanwendungen
  * Windows Services / Linux Daemons

===== Eigenschaften =====

^ Eigenschaft ^ Typ ^ Beschreibung ^
| ''Name'' | string | ''%%"Native (P/Invoke)"%%'' |
| ''IsAvailable'' | bool | ''true'' wenn OpenSSL 3.6 erreichbar |

===== Initialisierung =====

<code csharp>
using WvdS.System.Security.Cryptography.Providers;

// Provider erstellen
var provider = new NativeCryptoProvider();

// Initialisieren (lädt OpenSSL)
await provider.InitializeAsync();

// Prüfen ob verfügbar
if (provider.IsAvailable)
{
    Console.WriteLine($"Provider: {provider.Name}");
    Console.WriteLine($"OpenSSL: {provider.GetOpenSslVersion()}");
}
</code>

===== ML-DSA Operationen =====

==== GenerateMlDsaKeyPairAsync ====

Generiert ein ML-DSA Schlüsselpaar.

<code csharp>
var (publicKey, privateKey) = await provider.GenerateMlDsaKeyPairAsync("ML-DSA-65");

// Unterstützte Algorithmen:
// - "ML-DSA-44" (NIST Level 1)
// - "ML-DSA-65" (NIST Level 3, empfohlen)
// - "ML-DSA-87" (NIST Level 5)
</code>

==== SignMlDsaAsync ====

Signiert Daten mit ML-DSA.

<code csharp>
byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes("Wichtige Daten");
byte[] signature = await provider.SignMlDsaAsync(data, privateKey);
</code>

==== VerifyMlDsaAsync ====

Verifiziert eine ML-DSA Signatur.

<code csharp>
bool isValid = await provider.VerifyMlDsaAsync(data, signature, publicKey);
</code>

===== ML-KEM Operationen =====

==== GenerateMlKemKeyPairAsync ====

Generiert ein ML-KEM Schlüsselpaar.

<code csharp>
var (publicKey, privateKey) = await provider.GenerateMlKemKeyPairAsync("ML-KEM-768");

// Unterstützte Algorithmen:
// - "ML-KEM-512" (NIST Level 1)
// - "ML-KEM-768" (NIST Level 3, empfohlen)
// - "ML-KEM-1024" (NIST Level 5)
</code>

==== EncapsulateAsync ====

Kapselt einen Shared Secret mit dem Public Key.

<code csharp>
var (sharedSecret, ciphertext) = await provider.EncapsulateAsync(recipientPublicKey);

// sharedSecret: 32 Bytes symmetrischer Schlüssel
// ciphertext: Zum Empfänger senden
</code>

==== DecapsulateAsync ====

Dekapselt den Shared Secret.

<code csharp>
byte[] sharedSecret = await provider.DecapsulateAsync(ciphertext, privateKey);
</code>

===== Zertifikat-Operationen =====

==== CreateEphemeralCertificateAsync ====

Erstellt ein kurzlebiges ML-DSA Zertifikat.

<code csharp>
var (pubKey, privKey) = await provider.GenerateMlDsaKeyPairAsync();

byte[] certBytes = await provider.CreateEphemeralCertificateAsync(
    "CN=Ephemeral Test",
    TimeSpan.FromHours(24),
    privKey);

var cert = new X509Certificate2(certBytes);
</code>

==== SignCertificateAsync ====

Signiert TBS-Zertifikatdaten mit ML-DSA.

<code csharp>
byte[] tbsCertificate = GetTbsCertificate();
byte[] signedCert = await provider.SignCertificateAsync(tbsCertificate, privateKey);
</code>

===== Methoden-Übersicht =====

^ Methode ^ Parameter ^ Rückgabe ^
| ''InitializeAsync()'' | - | Task |
| ''GetOpenSslVersion()'' | - | string |
| ''GenerateMlDsaKeyPairAsync'' | string algorithm | Task<(byte[], byte[])> |
| ''SignMlDsaAsync'' | byte[] data, byte[] privateKey | Task<byte[]> |
| ''VerifyMlDsaAsync'' | byte[] data, byte[] signature, byte[] publicKey | Task<bool> |
| ''GenerateMlKemKeyPairAsync'' | string algorithm | Task<(byte[], byte[])> |
| ''EncapsulateAsync'' | byte[] publicKey | Task<(byte[], byte[])> |
| ''DecapsulateAsync'' | byte[] ciphertext, byte[] privateKey | Task<byte[]> |
| ''CreateEphemeralCertificateAsync'' | string subject, TimeSpan validity, byte[] privateKey | Task<byte[]> |
| ''SignCertificateAsync'' | byte[] tbsCertificate, byte[] privateKey | Task<byte[]> |

===== OpenSSL-Pfad Konfiguration =====

<code csharp>
// Vor InitializeAsync() den Pfad setzen
CryptoConfig.OpenSslPath = @"C:\OpenSSL\bin";

var provider = new NativeCryptoProvider();
await provider.InitializeAsync();
</code>

**Standard-Suchpfade:**

^ Betriebssystem ^ Pfade ^
| Windows | ''%%.\%%'', ''%%C:\OpenSSL\bin%%'', ''%%PATH%%'' |
| Linux | ''%%/usr/local/lib64%%'', ''%%/usr/lib/x86_64-linux-gnu%%'' |
| macOS | ''%%/opt/homebrew/lib%%'', ''%%/usr/local/lib%%'' |

===== Performance-Hinweise =====

<note tip>
**P/Invoke Performance:**

  * Synchrone Ausführung im nativen Code
  * Task-Wrapper für API-Konsistenz mit WasmCryptoProvider
  * Minimaler Overhead durch direkten Speicherzugriff
  * Thread-sicher durch OpenSSL's interne Synchronisation
</note>

===== Vollständiges Beispiel =====

<code csharp>
using WvdS.System.Security.Cryptography.Providers;

// 1. Provider initialisieren
var provider = new NativeCryptoProvider();
await provider.InitializeAsync();

Console.WriteLine($"OpenSSL: {provider.GetOpenSslVersion()}");

// 2. ML-KEM Key Exchange
var (alicePublic, alicePrivate) = await provider.GenerateMlKemKeyPairAsync();
var (bobPublic, bobPrivate) = await provider.GenerateMlKemKeyPairAsync();

// Alice encapsulates für Bob
var (aliceSecret, ciphertext) = await provider.EncapsulateAsync(bobPublic);

// Bob decapsulates
var bobSecret = await provider.DecapsulateAsync(ciphertext, bobPrivate);

// Shared Secrets sind identisch
Console.WriteLine($"Keys match: {aliceSecret.SequenceEqual(bobSecret)}");

// 3. ML-DSA Signatur
var (sigPubKey, sigPrivKey) = await provider.GenerateMlDsaKeyPairAsync();

byte[] message = Encoding.UTF8.GetBytes("Wichtige Nachricht");
byte[] signature = await provider.SignMlDsaAsync(message, sigPrivKey);

bool isValid = await provider.VerifyMlDsaAsync(message, signature, sigPubKey);
Console.WriteLine($"Signature valid: {isValid}");
</code>

===== Sicherheitshinweise =====

<note warning>
  * Erfordert OpenSSL 3.6.0 oder höher mit PQ-Algorithmen
  * Private Keys werden im Prozessspeicher gehalten
  * Bei Anwendungsende werden Keys nicht automatisch gelöscht
  * Für höchste Sicherheit: Keys explizit mit ''CryptographicOperations.ZeroMemory'' löschen
</note>

===== Siehe auch =====

  * [[.:start|Providers Namespace]]
  * [[.:icryptoprovider|ICryptoProvider]]
  * [[.:wasmcryptoprovider|WasmCryptoProvider]]
  * [[.:cryptoproviderfactory|CryptoProviderFactory]]
  * [[..:interop:opensslinterop|OpenSslInterop]]

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//Wolfgang van der Stille @ EMSR DATA d.o.o. - Post-Quantum Cryptography Professional//