加密算法的使用场景

2021/10/3 9:40:32

本文主要是介绍加密算法的使用场景,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

最近一年多,公司在大力提高服务的安全性,我也参与了公司密钥管理系统的建设,做了较多密钥创建/删除/轮换/销毁/安全存储/安全传输/审计方面的工作,不过这篇文章不谈密钥管理,而是总结不同场景下如何选择足够安全的加密算法和密钥。

按业务场景划分主要有两种:落盘加密(encryption of data at rest)和传输加密(encryption of data in transit)。

落盘加密主要采用AES-GCM-256:

  • key长度如果不能达到256,至少也要采用128bit
  • mode推荐采用GCM,如果不支持GCM可以采用GCM-SIV/CCM/EAX/CBC,ECB模式不够安全不建议使用;
  • IV必须是96bits长度, 对于落盘加密场景使用random IV,key使用过232次之后要换个新值;
  • AAD(Additional AUthenticated Data)可加可不加,AAD的值要是不敏感的。

不建议使用DES,3DES,RC4(Rivest Cipher 4)和Camellia ciphers等加密算法。

 

传输加密可以分为几个部分:

1. 传输层加密:主要采用TLS1.2以上,TLS的加密算法是要AES-GCM-256,并且IV要是随机的。

2. 加密hash算法(Cryptographic Hashing): 主要用于数字签名,公钥加密,完整性验证,消息身份验证,密钥协商协议等场景。一般采用SHA-256,也推荐SHA-384/SHA-512。不能使用SHA-1,不安全。不推荐产线使用SHA3-256/SHA3-384/SHA3-512,性能比较差,可以在research项目中尝试。

3. 消息身份验证: Message Authentication Code(MAC) 常用于真实性和完整性校验,推荐采用HMAC Hash方法为SHA-256;也可以采用KMAC:Hash方法是SHA3, CMAC:Hash方法是AES-CBC。

4. 数字签名: 数字签名常用于对某些信息进行认证,一般用非对称密钥,推荐使用:

  • RSA: RSA key长度不小于2048bits,如果预期key会用一年以上,则长度不小于4096bits。Padding模式推荐PSS和OAEP
  • ECDSA: 如果是用一个长期不变的加密key推荐用secp384r1模型,如果是用于TLS推荐用secp256r1,不能使用Brainpool curves  

 

除了密钥使用,也要考虑密钥的协商和传输算法。通常采用非对称加密算法协商密钥,包括RSA,ECDH(Elliptic Curve Diffie–Hellman)等算法。

  • RSA常用于密钥传输和数字签名。
  • ECDH用于密钥协商, 如果不能采用ECDH,也可以采用DH算法。

另外,password的存储对安全性要求更高,通常并不存储password的密文而是直接采用Hash算法,存储hash值,杜绝password明文泄漏的可能:

  • 算法采用PBKDF2 with HMAC-SHA-256
  • PBKDF2的迭代至少100,050次数
  • 盐值(Salt)至少256bits

 

 

 

 

 

 

 

 



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