wolfCOSE

wolfCOSE ist eine leichtgewichtige C-Bibliothek, die CBOR (RFC 8949), COSE (RFC 9052/9053) und die Post-Quanten-Spezifikation ML-DSA für COSE (RFC 9964) implementiert und wolfSSL als Krypto-Backend verwendet.

Hauptfunktionen

• Vollständiger RFC-9052-Nachrichtensatz: alle sechs COSE-Nachrichtentypen, einschließlich COSE_Sign mit mehreren Signierern und COSE_Encrypt / COSE_Mac mit mehreren Empfängern
• Post-Quanten-Signierung: ML-DSA (FIPS 204) auf allen drei Sicherheitsstufen, mit COSE_Key nach RFC 9964 (AKP-Schlüsseltyp, seed-basierte private Schlüssel)
• 40 Algorithmen für Signierung, Verschlüsselung, MAC und Schlüsselverteilung
• Keine dynamische Allokation: ohne Heap-Allokation und nicht-rekursiv. Jede Operation läuft auf vom Aufrufer bereitgestellten Puffern innerhalb einer begrenzten, zielkonfigurierbaren Stack-Obergrenze (nichts auf dem Heap, null .data/.bss)
• Minimaler Speicherbedarf: ES256 COSE_Sign1 wolfCOSE (COSE + CBOR-Engine) ~5,1 KB nur Verifizierung und ~6,8 KB Signieren + Verifizieren. Der gesamte Flash-Speicher inklusive wolfCrypt beträgt ~26,2 KB nur Verifizierung (WOLFCOSE_LEAN_VERIFY) und ~34,6 KB Signieren + Verifizieren
• Schnell: (ES256 COSE_Sign1, x86_64, wolfCrypt sp_256 asm): 66.538 Signierungen/s, 26.437 Verifizierungen/s
• Post-Quanten zum gleichen Preis: Der gesamte Flash-Speicher von ML-DSA-44 COSE_Sign1 inklusive wolfCrypt beträgt ~20,8 KB nur Verifizierung (WOLFCOSE_LEAN_VERIFY_MLDSA) und ~35,8 KB Signieren + Verifizieren und liegt damit innerhalb von etwa 1 KB des klassischen ES256. Der wolfCOSE-Anteil allein beträgt 4,6 KB bzw. ~6,6 KB. Siehe Footprint
• Weg zu FIPS 140-3: über wolfCrypt FIPS-Zertifikat #4718 (einzige Krypto-Abhängigkeit)

Unterstützte Algorithmen

Signierung: ES256, ES384, ES512, EdDSA (Ed25519/Ed448), PS256/384/512, ML-DSA-44/65/87

Verschlüsselung: AES-GCM (128/192/256), ChaCha20-Poly1305, AES-CCM variants

MAC: HMAC-SHA256/384/512, AES-MAC

Schlüsselverteilung: Direct, AES Key Wrap, ECDH-ES+HKDF

COSE-Nachrichtentypen (RFC 9052)

wolfCOSE hat alle RFC-9052-Nachrichten sowohl in Einzelakteur- als auch in Mehrfachakteur-Varianten implementiert:

Voraussetzungen (wolfSSL)

wolfCOSE benötigt wolfSSL als Krypto-Backend. Mindestens unterstützte Version: v5.8.0-stable (erste Version mit dem öffentlichen wc_ForceZero-Symbol). Die Post-Quanten-Signierung verwendet die kanonische wc_MlDsaKey-API (FIPS 204), die in wolfSSL nach v5.9.1-stable erscheint; ein Build von wolfCOSE gegen v5.8.0–v5.9.1 funktioniert für alles außer ML-DSA. Ältere 5.x-Versionen können technisch unterstützt werden, erfordern jedoch Änderungen auf Quellcode-Ebene; wenden Sie sich für kommerziellen Support an wolfSSL.

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

Minimaler Build (ECC + AES-GCM)

Damit erhalten Sie COSE Sign1 (ES256/384/512) 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: ES256, ES384, ES512, AES-GCM-128/192/256

Für einen kleineren wolfCrypt-Speicherbedarf 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 für die Größe und Tuning für die Geschwindigkeit, um wolfCOSE und wolfCrypt auf MCUs weiter zu verkleinern bzw. zu beschleunigen.

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-hkdf --enable-aeskeywrap
make && sudo make install
sudo ldconfig

Build

# Kernbibliothek (libwolfcose.a)
make

# Unit-Tests ausführen
make test

# Roundtrip-Tests des CLI-Tools erstellen und ausführen (alle Algorithmen)
make tool-test

# Lebenszyklus-Demo ausführen (11 Algorithmen)
make demo

Build-Ziele

Schnellstart

Beispiele

Siehe examples/ für vollständigen funktionsfähigen Code:

• sign1_demo.c, encrypt0_demo.c, mac0_demo.c: Algorithmus-Demos
• lifecycle_demo.c: vollständiger Edge-to-Cloud-Workflow
• comprehensive/: Algorithmus-Matrixtests
• scenarios/: Firmware-Signierung, Attestierung, Flottenkonfiguration

CI / Tests

Läuft bei jedem Push und jeder PR:

• Build + Test: Ubuntu, macOS, GCC 10-14, Clang 14-18
• Umfassende Tests: ~240 Algorithmus-Kombinationstests
• Statische Analyse: cppcheck, Clang-Analyzer, GCC -fanalyzer
• MISRA C 2012: cppcheck --addon=misra prüft alle wolfCOSE-Codepfade
• MISRA C 2023: strenge GCC-Warnungen und clang-tidy (bugprone-*, cert-*, clang-analyzer-*, misc-*)
• Coverity Scan: nächtliche Fehleranalyse
• Erweiterte interne statische Analyse: erweiterte statische Analysetools von Fenrir wolfssl
• Codeabdeckung: 99,3 % für wolfcose.c, 100 % für wolfcose_cbor.c

make coverage                  # Tests mit gcov ausführen
make coverage-force-failure    # Krypto-Fehlerpfad-Tests einschließen

Dokumentation

Die vollständige Dokumentation ist im Wiki verfügbar:

• Erste Schritte: Build-Anleitung und erste Schritte
• Nachrichtentypen: Alle sechs RFC-9052-Nachrichten (Sign1, Sign, Encrypt0, Encrypt, Mac0, Mac) mit Codebeispielen
• Algorithmen: Vollständige Liste der 40 unterstützten Algorithmen mit COSE-IDs
• API-Referenz: Funktionssignaturen, Datenstrukturen, Fehlercodes
• Makros: Konfigurationsoptionen zur Compile-Zeit
• Footprint: Größen- und Geschwindigkeitswerte für Desktop und Geräte
• Testen: Testinfrastruktur, Abdeckung und Fehlerinjektion
• MISRA-Konformität: Konformitätsstatus für MISRA C:2012 und C:2023 sowie Begründung von Abweichungen
• Projektstruktur: Aufbau der Quelldateien

Versionshinweise

Die aktuelle Version ist 1.0.0, das erste stabile Release: der vollständige RFC-9052-COSE-Nachrichtensatz (alle sechs Nachrichtentypen, Einzel- und Mehrfachakteure), 40 Algorithmen und das standardisierte Post-Quanten-Signaturverfahren ML-DSA (RFC 9964) – alles ohne dynamische Allokation. Die vollständigen Versionshinweise finden Sie in ChangeLog.md.

wolfCOSE 1.0.0 wurde gemäß dem Entwicklungs- und QA-Prozess von wolfSSL entwickelt (siehe https://www.wolfssl.com/about/wolfssl-software-development-process-quality-assurance) und hat die Qualitätskriterien erfolgreich bestanden.

Lizenz

wolfCOSE ist freie Software, lizenziert unter GPLv3; den vollständigen Text finden Sie in LICENSE.

Copyright (C) 2026 wolfSSL Inc.

Support

Für kommerzielle Lizenzierung, professionelle Supportverträge oder Gespräche über die Integration von wolfCOSE in Ihre Produktionsumgebung wenden Sie sich an wolfSSL.