Re: Подружить ChaCha20 с ключами разной длины - C/C++. Прикладные вопросы

Есть вот такой код отсюда: https://cr.yp.to/chacha.html
Можно и как правильно его подружить с ключами скажем 40, 56, 64, 80, 96, 160, 192 бит
Лучше конечно чтобы ключи были произвольной длины и не кратные u32, но и чтоб товарищу майору не стыдно было показать в случае чего

typedef struct
{
    u32 input[16]; /* could be compressed */
    /*
     * [edit]
     *
     * Put here all state variable needed during the encryption process.
     */
} ECRYPT_ctx;

static const char sigma[16] = "expand 32-byte k";
static const char tau[16] = "expand 16-byte k";

void ECRYPT_keysetup(ECRYPT_ctx *x,const u8 *k,u32 kbits,u32 ivbits)
{
  const char *constants;

  x->input[4] = U8TO32_LITTLE(k + 0);
  x->input[5] = U8TO32_LITTLE(k + 4);
  x->input[6] = U8TO32_LITTLE(k + 8);
  x->input[7] = U8TO32_LITTLE(k + 12);
  if (kbits == 256) { /* recommended */
    k += 16;
    constants = sigma;
  } else { /* kbits == 128 */
    constants = tau;
  }
  x->input[8] = U8TO32_LITTLE(k + 0);
  x->input[9] = U8TO32_LITTLE(k + 4);
  x->input[10] = U8TO32_LITTLE(k + 8);
  x->input[11] = U8TO32_LITTLE(k + 12);
  x->input[0] = U8TO32_LITTLE(constants + 0);
  x->input[1] = U8TO32_LITTLE(constants + 4);
  x->input[2] = U8TO32_LITTLE(constants + 8);
  x->input[3] = U8TO32_LITTLE(constants + 12);
}

Здравствуйте, TheBeginner, Вы писали:

TB>Лучше конечно чтобы ключи были произвольной длины и не кратные u32, но и чтоб товарищу майору не стыдно было показать в случае чего

Смотри в сторону KDF (Key derivation function, гуглится легко). Это как раз инструмент для того чтобы взять некий секретный материал — пароль, мастер-ключ, или в твоем случае, некий "ключ произвольной длины", и из него сформировать такой ключ который подойдет для дальнейшего использования в алгоритме — будет правильной длины и прочее.. Я пользовался HKDF-SHA256, а так же blake3 в спец-режиме KDF, вполне приятно.

Здравствуйте, vopl, Вы писали:

V>Смотри в сторону KDF (Key derivation function, гуглится легко). Это как раз инструмент для того чтобы взять некий секретный материал — пароль, мастер-ключ, или в твоем случае, некий "ключ произвольной длины", и из него сформировать такой ключ который подойдет для дальнейшего использования в алгоритме — будет правильной длины и прочее.. Я пользовался HKDF-SHA256, а так же blake3 в спец-режиме KDF, вполне приятно.

Вопрос не в этом. ключ есть, но в этой ECRYPT_keysetup хотя есть параметр kbits, но все ключи != 256 длиной считаются == 128.
Хотелось бы иметь возможность задать ключ произвольной длины, причем не кратный sizeof(u32).

https://cr.yp.to/streamciphers/timings/estreambench/submissions/salsa20/chacha8/ref/chacha.c

typedef struct
{
    u32 input[16]; /* could be compressed */
    /*
     * [edit]
     *
     * Put here all state variable needed during the encryption process.
     */
} ECRYPT_ctx;

static const char sigma[16] = "expand 32-byte k";
static const char tau[16] = "expand 16-byte k";

void ECRYPT_keysetup(ECRYPT_ctx *x,const u8 *k,u32 kbits,u32 ivbits)
{
  const char *constants;

  x->input[4] = U8TO32_LITTLE(k + 0);
  x->input[5] = U8TO32_LITTLE(k + 4);
  x->input[6] = U8TO32_LITTLE(k + 8);
  x->input[7] = U8TO32_LITTLE(k + 12);
  if (kbits == 256) { /* recommended */
    k += 16;
    constants = sigma;
  } else { /* kbits == 128 */
    constants = tau;
  }
  x->input[8] = U8TO32_LITTLE(k + 0);
  x->input[9] = U8TO32_LITTLE(k + 4);
  x->input[10] = U8TO32_LITTLE(k + 8);
  x->input[11] = U8TO32_LITTLE(k + 12);
  x->input[0] = U8TO32_LITTLE(constants + 0);
  x->input[1] = U8TO32_LITTLE(constants + 4);
  x->input[2] = U8TO32_LITTLE(constants + 8);
  x->input[3] = U8TO32_LITTLE(constants + 12);
}

Здравствуйте, TheBeginner, Вы писали:

TB>Здравствуйте, vopl, Вы писали:

V>>Смотри в сторону KDF (Key derivation function, гуглится легко). Это как раз инструмент для того чтобы взять некий секретный материал — пароль, мастер-ключ, или в твоем случае, некий "ключ произвольной длины", и из него сформировать такой ключ который подойдет для дальнейшего использования в алгоритме — будет правильной длины и прочее.. Я пользовался HKDF-SHA256, а так же blake3 в спец-режиме KDF, вполне приятно.

TB>Вопрос не в этом. ключ есть, но в этой ECRYPT_keysetup хотя есть параметр kbits, но все ключи != 256 длиной считаются == 128.
TB>Хотелось бы иметь возможность задать ключ произвольной длины, причем не кратный sizeof(u32).

Почитай внимательно что такое KDF, это именно то что тебе нужно. Следующим образом:
У тебя есть некий ключ, размер которого не является оптимальным для ChaCha. Если его использовать наивно, то алгоритм отбросит часть ключа (возьмет только сладщие 128 бит), что видится неправильным, так как часть секрета не будет использоваться, то есть мощность как бы упадет. Чтобы не терять мощность ключа и запихнуть всю его энтропию в алгоритм — можно воспользоваться KDF. KDF это такой инструмент который может взять твой исходный ключ с плохими тактико-техническими характеристиками (вариабельная длина) и перепаковать всю его энтропию в заранее оговоренную длину (256 бит). Таким образом, ChaCha получит переработаный с помощью KDF ключ оптимального размера и в нем будет вся энтропия из оригинального ключа без потерь.

Здравствуйте, TheBeginner, Вы писали:

TB>Вопрос не в этом. ключ есть, но в этой ECRYPT_keysetup хотя есть параметр kbits, но все ключи != 256 длиной считаются == 128.
TB>Хотелось бы иметь возможность задать ключ произвольной длины, причем не кратный sizeof(u32).

Чача по определению спроектирована для ключей 128 или 256 длины. Если ты что-то в алгоритме поменяешь, это уже будет не чача, а твой производный алгоритм, про криптостойкость которого никто ничего не знает. Если тебе просто надо поменять длину входного ключа, про KDF тебе уже сказали.

Здравствуйте, vopl, Вы писали:

V>Почитай внимательно что такое KDF, это именно то что тебе нужно. Следующим образом:
V>У тебя есть некий ключ, размер которого не является оптимальным для ChaCha. Если его использовать наивно, то алгоритм отбросит часть ключа (возьмет только сладщие 128 бит), что видится неправильным, так как часть секрета не будет использоваться, то есть мощность как бы упадет. Чтобы не терять мощность ключа и запихнуть всю его энтропию в алгоритм — можно воспользоваться KDF. KDF это такой инструмент который может взять твой исходный ключ с плохими тактико-техническими характеристиками (вариабельная длина) и перепаковать всю его энтропию в заранее оговоренную длину (256 бит). Таким образом, ChaCha получит переработаный с помощью KDF ключ оптимального размера и в нем будет вся энтропия из оригинального ключа без потерь.

Когда я говорю, что ключ есть, это естественно подразумевает что на вход ECRYPT_keysetup в качестве ключа подается тот же sha256. Не пользовательский пароль же

Вопрос повторяю в другом — как лучше переписать ECRYPT_keysetup для любых kbits < 256

Здравствуйте, vsb, Вы писали:

vsb>Чача по определению спроектирована для ключей 128 или 256 длины. Если ты что-то в алгоритме поменяешь, это уже будет не чача, а твой производный алгоритм, про криптостойкость которого никто ничего не знает.

Возможно это и так. Интересно что будет если "добрать" до 256 открытыми байтами.

Здравствуйте, TheBeginner, Вы писали:

TB>Возможно это и так. Интересно что будет если "добрать" до 256 открытыми байтами.
Мда. С таким уровнем теоретической подготовки лучше не трогать криптографию — сделаешь только хуже

... << RSDN@Home 1.3.110 alpha 5 rev. 62>>

Здравствуйте, CreatorCray, Вы писали:

TB>>Возможно это и так. Интересно что будет если "добрать" до 256 открытыми байтами.
CC>Мда. С таким уровнем теоретической подготовки лучше не трогать криптографию — сделаешь только хуже

Да вопрос то теоретический больше. Конечно, если есть ограничение по длине ключа скажем 56 бит то лучше просто взять DES (В Америке как и в России как понимаю такие же правила к экспортному контролю, даже для бесплатной фривары https://www.bis.doc.gov/index.php/policy-guidance/encryption?)

В этой реализации при kbits == 128 ключ копируется при инициализации input. Какие еще варианты могут быть чтобы сказать, что ключ формально отвечает заданной разрядности. Подмешивать известные байты в input, что то еще. Повторяю — вопрос теоретический.
И если вы знаете алгоритм шифрования эквивалентный стойкости с AES и желательно выше по скорости при софтверной реализации при одинаковой длине ключа, но позволяющий задавать ключи произвольной длины — напишите.
Я профессионально криптографией не занимаюсь, мне просто интересно

void ECRYPT_keysetup(ECRYPT_ctx *x,const u8 *k,u32 kbits,u32 ivbits)
{
  const char *constants;

  x->input[4] = U8TO32_LITTLE(k + 0);
  x->input[5] = U8TO32_LITTLE(k + 4);
  x->input[6] = U8TO32_LITTLE(k + 8);
  x->input[7] = U8TO32_LITTLE(k + 12);
  if (kbits == 256) { /* recommended */
    k += 16;
    constants = sigma;
  } else { /* kbits == 128 */
    constants = tau;
  }
  x->input[8] = U8TO32_LITTLE(k + 0);
  x->input[9] = U8TO32_LITTLE(k + 4);
  x->input[10] = U8TO32_LITTLE(k + 8);
  x->input[11] = U8TO32_LITTLE(k + 12);
  x->input[0] = U8TO32_LITTLE(constants + 0);
  x->input[1] = U8TO32_LITTLE(constants + 4);
  x->input[2] = U8TO32_LITTLE(constants + 8);
  x->input[3] = U8TO32_LITTLE(constants + 12);
}

Здравствуйте, TheBeginner, Вы писали:

TB> И если вы знаете алгоритм шифрования эквивалентный стойкости с AES и желательно выше по скорости при софтверной реализации при одинаковой длине ключа, но позволяющий задавать ключи произвольной длины — напишите.

RC6

От:	Pzz	https://github.com/alexpevzner
Дата:	15.01.24 17:02
Оценка:

	От:	TheBeginner
	Дата:	14.01.24 07:08
	Оценка:

	От:	vopl
	Дата:	14.01.24 10:06
	Оценка:	+1

	От:	TheBeginner
	Дата:	14.01.24 10:55
	Оценка:

	От:	vopl
	Дата:	14.01.24 11:24
	Оценка: