У ECDiffieHellmanCng в .NET есть ключевая функция деривации, которая реализует NIST SP 800-56A, раздел 5.8.1

У меня есть задача, требующая вывода ключевого материала с помощью функции деривации ключа, описанной в NIST SP 800-56A, раздел 5.8.1. Я не специалист в области криптографии, поэтому, пожалуйста, извините меня, если вопрос наивен. Вот что я сделал до сих пор:

  • У меня есть другой открытый ключ и мой закрытый ключ

  • Теперь я пытаюсь сгенерировать общий секрет, используя ECDH 1.3.132.1.12, используя класс С# (.NET 4) ECDiffieHellmanCng, например:

    // The GetCngKey method reads the private key from a certificate in my Personal certificate store

CngKey cngPrivateKey = GetCngKey();

ECDiffieHellmanCng ecDiffieHellmanCng = new ECDiffieHellmanCng(cngPrivateKey);

ecDiffieHellmanCng.HashAlgorithm = CngAlgorithm.ECDiffieHellmanP256;
ecDiffieHellmanCng.KeyDerivationFunction = ?? // What do I set here

Наконец сделаем следующее:

ecDiffieHellmanCng.DeriveKeyMaterial(otherPartyPublicKey:);

Где/как установить другие параметры: Алгоритм ID, Информация о партии U, Информация о Party V?

ИЗМЕНИТЬ Я открыт для использования других библиотек, таких как Bouncy Castle (если они могут быть вызваны из .NET)

Ответы

Ответ 1

TL; DR; Я не нашел способ получить симметричный ключ, используя KDF, описанный в NIST SP 800-56A, раздел 5.8.1, используя встроенные классы только в .NET 4.0

Хорошая новость (для меня:-)) заключается в том, что это возможно в .NET 4.0, используя прекрасную библиотеку BouncyCastle (NuGet: Install-Package BouncyCastle-Ext -Version "1.7.0" ). Вот как:

ШАГ 1: получить открытый ключ другой стороны

В зависимости от вашего сценария это можно прочитать из сертификата или прийти к вам как часть сообщения, содержащего зашифрованные данные. После того как у вас есть открытый ключ Base64, прочитайте его как объект Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters.ECPublicKeyParameters, например:

var publicKeyBytes = Convert.FromBase64String(base64PubKeyStr);
ECPublicKeyParameters otherPartyPublicKey = (ECPublicKeyParameters)PublicKeyFactory.CreateKey(publicKeyBytes);

ШАГ 2: прочитайте секретный ключ

Это чаще всего связано с чтением закрытого ключа из сертификата PFX/P12. Учетная запись Windows, работающая с кодом, должна иметь доступ к PFX/P12 и дополнительно, если сертификат импортируется в хранилище сертификатов, вам необходимо предоставить разрешения через меню "Все задачи → управлять закрытым ключом" в certmgr.msc

using (StreamReader reader = new StreamReader(path))
{
    var fs = reader.BaseStream;
    string password = "<password for the PFX>";
    Pkcs12Store store = new Pkcs12Store(fs, passWord.ToCharArray());

   foreach (string n in store.Aliases)
   {
       if (store.IsKeyEntry(n))
       {
           AsymmetricKeyEntry asymmetricKey = store.GetKey(n);

           if (asymmetricKey.Key.IsPrivate)
           {
               ECPrivateKeyParameters privateKey = asymmetricKey.Key as ECPrivateKeyParameters;
           }
       }
   }
}

ШАГ 3: Вычислить общий секрет

IBasicAgreement aKeyAgree = AgreementUtilities.GetBasicAgreement("ECDH");
aKeyAgree.Init(privateKey);
BigInteger sharedSecret = aKeyAgree.CalculateAgreement(otherPartyPublicKey);
byte[] sharedSecretBytes = sharedSecret.ToByteArray();

ШАГ 4: Подготовьте информацию, необходимую для вычисления симметричного ключа:

byte[] algorithmId = Encoding.ASCII.GetBytes(("<prependString/Hex>" + "id-aes256-GCM"));
byte[] partyUInfo = Encoding.ASCII.GetBytes("<as-per-agreement>");
byte[] partyVInfo = <as-per-agreement>; 
MemoryStream stream = new MemoryStream(algorithmId.Length + partyUInfo.Length + partyVInfo.Length);
var sr = new BinaryWriter(stream);
sr.Write(algorithmId);
sr.Flush();
sr.Write(partyUInfo);
sr.Flush();
sr.Write(partyVInfo);
sr.Flush();
stream.Position = 0;
byte[] keyCalculationInfo = stream.GetBuffer();

ШАГ 5: Вывести симметричный ключ

// NOTE: Use the digest/Hash function as per your agreement with the other party
IDigest digest = new Sha256Digest();
byte[] symmetricKey = new byte[digest.GetDigestSize()];
digest.Update((byte)(1 >> 24));
digest.Update((byte)(1 >> 16));
digest.Update((byte)(1 >> 8));
digest.Update((byte)1);
digest.BlockUpdate(sharedSecret, 0, sharedSecret.Length);
digest.BlockUpdate(keyCalculationInfo, 0, keyCalculationInfo.Length);
digest.DoFinal(symmetricKey, 0);

Теперь у вас есть симметричный ключ, готовый сделать дешифрование. Для выполнения дешифрования с использованием AES можно использовать BouncyCastle IWrapper. Получите IWrapper, используя Org.BouncyCastle.Security.WrapperUtilities, вызывая WrapperUtilities.GetWrapper( "AES//" ), например. "AES/CBC/PKCS7". Это также будет зависеть от соглашения между двумя сообщающимися сторонами.

Инициализируйте шифр (IWrapper) с помощью симметричного ключа и вектора инициализации (IV) и вызовите метод Unwrap для получения байтов с открытым текстом. Наконец, преобразование в строковый литерал с использованием используемой кодировки символов (например, UTF8/ASCII/Unicode)