wolfCOSE

wolfCOSE ist eine leichtgewichtige und schnelle C-Bibliothek, die die Kernstandards CBOR und COSE implementiert und für die Kryptographie auf wolfSSL aufbaut.

Unterstützte Standards & RFCs

Kernspezifikationen:
- RFC 8949 - Concise Binary Object Representation (CBOR)
- RFC 9052 - CBOR Object Signing and Encryption (COSE)
- RFC 9053 - COSE-Algorithmen
- RFC 9864 - Fully-Specified Algorithms for JOSE and COSE
- RFC 9338 - COSE Countersignatures
Post-Quanten-Kryptographie:
- RFC 9964 - ML-DSA für COSE
- RFC 8778 - HSS/LMS für COSE
Attestierung:
- RFC 9783 - PSA Attestation Token Profile of EAT

Hauptmerkmale

Vollständige COSE-Suite (RFC 9052): Vollständige Unterstützung aller sechs Nachrichtentypen, einschließlich COSE_Sign1, COSE_Encrypt0 und COSE_Mac0.
V2-Countersignaturen (RFC 9338): Vollständige und abgekürzte In-Place-Countersignaturen über alle sechs getaggten COSE-Nachrichtentypen hinweg.
Post-Quanten-Kryptographie:
- ML-DSA (FIPS 204 / RFC 9964) auf allen Sicherheitsstufen.
- HSS/LMS zustandsbehaftete hashbasierte Signierung (RFC 8778 / CNSA 2.0).
Hohe Performance: Auf einem Intel i9-11950H erreicht End-to-End COSE_Sign1 66.538 Sign/s und 26.437 Verify/s mit ES256 sowie 21.986 Sign/s und 53.686 Verify/s mit ML-DSA-44. Siehe die Details zu Performance und Footprint und wolfCOSE vs. The Field.
PSA-Attestierung: EAT-/PSA-Token-Ausstellung und -Verifikation mit Unterstützung für delegierte HSM-Signierung.
41 kryptographische Algorithmen: Breite Algorithmusabdeckung über Signierung, Verschlüsselung, MAC und Schlüsselverteilung.
Embedded-First-Design: Keine dynamische Speicherallokation (kein Heap, kein .data/.bss). Arbeitet mit vom Aufrufer bereitgestellten Puffern bei begrenzter Stack-Nutzung.
FIPS 140-3-Pfad: Verwendet wolfCrypt (FIPS-Zertifikat #4718) als einzige kryptographische Abhängigkeit.
STM32-Integration: Drop-in-STM32Cube-Pack (I-CUBE-wolfCOSE) für STM32CubeMX / IDE verfügbar (Details).

Unterstützte Algorithmen

Digitale Signaturen:
- Klassisch: ESP256, ESP384, ESP512, Ed25519, Ed448, PS256, PS384, PS512
- Post-Quanten: ML-DSA-44, ML-DSA-65, ML-DSA-87
- Zustandsbehaftet hashbasiert: HSS-LMS
Verschlüsselung (AEAD):
- AES-GCM (128 / 192 / 256)
- AES-CCM (Varianten)
- ChaCha20-Poly1305
Nachrichtenauthentifizierung (MAC):
- HMAC-SHA256, HMAC-SHA384, HMAC-SHA512
- AES-MAC
Schlüsselverteilung:
- Direct
- AES Key Wrap
- ECDH-ES + HKDF

COSE-Nachrichtentypen (RFC 9052)

wolfCOSE hat alle RFC 9052-Nachrichten sowohl als Single-Actor- als auch als Multi-Actor-Varianten implementiert:

Nachricht	RFC 9052	API	Zweck
`COSE_Sign1`	Abschn. 4.2	`wc_CoseSign1_Sign` / `wc_CoseSign1_Verify`	Signatur mit einem Unterzeichner
`COSE_Sign`	Abschn. 4.1	`wc_CoseSign_Sign` / `wc_CoseSign_Verify`	Multi-Signer (unabhängige Signaturen über dieselbe Nutzlast)
`COSE_Encrypt0`	Abschn. 5.2	`wc_CoseEncrypt0_Encrypt` / `wc_CoseEncrypt0_Decrypt`	AEAD mit einem Empfänger
`COSE_Encrypt`	Abschn. 5.1	`wc_CoseEncrypt_Encrypt` / `wc_CoseEncrypt_Decrypt`	Multi-Empfänger (ein Chiffrat, viele Empfänger über Direct / AES-KW / ECDH-ES)
`COSE_Mac0`	Abschn. 6.2	`wc_CoseMac0_Create` / `wc_CoseMac0_Verify`	MAC mit einem Empfänger
`COSE_Mac`	Abschn. 6.1	`wc_CoseMac_Create` / `wc_CoseMac_Verify`	Multi-Empfänger-MAC (gemeinsamer MAC-Schlüssel, an Empfänger verteilt)
`COSE_Key` / `COSE_KeySet`	Abschn. 7	`wc_CoseKey_Encode` / `wc_CoseKey_Decode`	Schlüsselserialisierung für alle Schlüsseltypen

RFC 9338-Countersignaturen können an jede getaggte Nachricht in dieser Tabelle angehängt werden. Verwenden Sie wc_Cose_AddCounterSignature() oder wc_Cose_AddCounterSignature0(), um eine hinzuzufügen, und verifizieren Sie sie dann unabhängig mit der entsprechenden wc_Cose_VerifyCounterSignature*()-API.

Abhängigkeiten (wolfSSL)

wolfCOSE benötigt wolfSSL als Krypto-Backend. Mindestens unterstützte Version: v5.8.0-stable. Einige optionale Algorithmen benötigen neuere Releases; siehe Getting Started für merkmalspezifische Abhängigkeitsuntergrenzen und Build-Anweisungen. HSS/LMS (RFC 8778) erfordert v5.9.2-stable oder neuer.

Wählen Sie eine Build-Konfiguration basierend auf den Algorithmen, die Sie benötigen.

Minimaler Build (ECC + AES-GCM)

Dies liefert Ihnen COSE Sign1 (ESP256/384/512) und Encrypt0 (AES-GCM):

cd wolfssl
./autogen.sh
./configure --enable-ecc --enable-aesgcm \
            --enable-sha384 --enable-sha512 --enable-keygen
make && sudo make install
sudo ldconfig

Aktivierte Algorithmen: ESP256, ESP384, ESP512, AES-GCM-128/192/256

Für einen kleineren wolfCrypt-Footprint fügen Sie --enable-cryptonly hinzu, um den TLS- Stack zu entfernen und die Algorithmen zu deaktivieren, die ein Sign1 + Encrypt0-Build nie verwendet:

./configure --enable-cryptonly --enable-ecc --enable-aesgcm \
            --enable-sha384 --enable-sha512 --enable-keygen \
            --enable-lowresource \
            --disable-dh --disable-rsa --disable-aescbc \
            --disable-sha --disable-md5 --disable-chacha --disable-poly1305 \
            --disable-errorstrings

Siehe Tuning for Size und Tuning for Speed für weitere Optimierungen von wolfCOSE und wolfCrypt auf MCUs.

Minimaler Build (nur Post-Quanten / ML-DSA)

Für reine Post-Quanten-Signierung mit ML-DSA-44/65/87:

cd wolfssl
./autogen.sh
./configure --enable-cryptonly --enable-mldsa
make && sudo make install
sudo ldconfig

Aktivierte Algorithmen: ML-DSA-44, ML-DSA-65, ML-DSA-87 (SHAKE-128/256 werden automatisch durch --enable-mldsa eingebunden. Die wc_MlDsaKey-API erfordert wolfSSL neuer als v5.9.1-stable.)

Vollständiger Build (alle Algorithmen)

cd wolfssl
./autogen.sh
./configure --enable-ecc --enable-ed25519 --enable-ed448 \
            --enable-curve25519 --enable-aesgcm --enable-aesccm \
            --enable-sha384 --enable-sha512 --enable-keygen \
            --enable-rsapss --enable-chacha --enable-poly1305 \
            --enable-mldsa --enable-lms \
            --enable-hkdf --enable-aeskeywrap
make && sudo make install
sudo ldconfig

Build

# Core library (libwolfcose.a)
make

# Run unit tests
make test

# Build and run CLI tool round-trip tests (all algorithms)
make tool-test

# Run lifecycle demo (11 algorithms)
make demo

wolfCOSE v2.0.0