liboqs

liboqs es una biblioteca C de código abierto para algoritmos criptográficos resistentes a la computación cuántica.

• liboqs
  • Descripción general
  • Estado
    • Algoritmos compatibles
      • Mecanismos de encapsulación de claves
      • Esquemas de firma
      • Esquemas de firma con estado
    • Limitaciones y seguridad
      • Limitaciones de plataforma
      • Limitaciones de soporte
  • Inicio rápido
    • Linux y Mac
    • Windows
    • Compilación cruzada
  • Documentación
  • Contribuciones
  • Licencia
  • Agradecimientos

Descripción general

liboqs proporciona:

• una colección de implementaciones de código abierto de mecanismos de encapsulación de claves (KEM) resistentes a la computación cuántica y algoritmos de firma digital; la lista completa se puede encontrar a continuación
• una API común para estos algoritmos
• un banco de pruebas y rutinas de evaluación comparativa

liboqs es parte del proyecto Open Quantum Safe (OQS), cuyo objetivo es desarrollar e integrar en aplicaciones criptografía resistente a la computación cuántica para facilitar su despliegue y prueba en contextos del mundo real. En particular, OQS proporciona integraciones prototipo de liboqs en protocolos como TLS, X.509 y S/MIME, a través de nuestro Proveedor OpenSSL 3, y ofrecemos una variedad de otras demostraciones habilitadas para post-cuántica.

El proyecto OQS cuenta con el apoyo de la Post-Quantum Cryptography Alliance como parte de la Linux Foundation. Más información sobre el proyecto Open Quantum Safe se puede encontrar en openquantumsafe.org.

OQS está realizando una encuesta para comprender mejor a nuestra comunidad. Nos gustaría conocer el interés y el uso del proyecto Open Quantum Safe por parte de organizaciones e individuos. Por favor, tómese unos minutos para completar la encuesta: https://linuxfoundation.surveymonkey.com/r/oqssurvey

Estado

Algoritmos compatibles

La tabla siguiente resume cada familia de algoritmos actualmente integrada en liboqs. Para obtener detalles por variante (incluido el nivel NIST, el estado de tiempo constante, la verificación formal y las optimizaciones disponibles), consulte ALGORITHMS.md; para fuentes upstream y avisos, consulte las páginas por algoritmo en docs/algorithms.

Los nombres de los algoritmos estandarizados por NIST — ML-KEM, ML-DSA y SLH-DSA — son estables; si NIST cambia los detalles de implementación, liboqs se ajustará para que los usuarios estén protegidos frente a dichos cambios. Todos los demás nombres están sujetos a cambios. Qué algoritmos se compilan se puede controlar mediante OQS_ALGS_ENABLED; por defecto, liboqs se compila con soporte para todos los algoritmos de la tabla, incluidos los experimentales.

Mecanismos de encapsulación de claves

Esquemas de firma

Esquemas de firma con estado

Limitaciones y seguridad

Si bien al momento de redactar este documento no se conocen vulnerabilidades en ninguno de los algoritmos resistentes a la computación cuántica utilizados en esta biblioteca, se recomienda precaución al implementar algoritmos resistentes a la computación cuántica, ya que la mayoría de los algoritmos y software no han sido sometidos al mismo grado de escrutinio que los algoritmos actualmente desplegados. Se debe prestar especial atención a las directrices proporcionadas por la comunidad de estándares, especialmente al proyecto de Estandarización de Criptografía Post-Cuántica de NIST. A medida que avanza la investigación, los algoritmos compatibles pueden experimentar cambios rápidos en su seguridad e incluso podrían demostrar ser inseguros frente a computadoras tanto clásicas como cuánticas. Además, tenga en cuenta que sntrup761 solo se incluye para pruebas de interoperabilidad.

liboqs no pretende "elegir ganadores": el soporte de algoritmos se basa en el proyecto de estandarización PQC de NIST. Recomendamos encarecidamente que las aplicaciones y protocolos se basen en los resultados de este esfuerzo al implementar criptografía post-cuántica.

Somos conscientes de que algunas partes pueden querer implementar criptografía resistente a la computación cuántica antes de la conclusión del proyecto de estandarización PQC de NIST. Recomendamos encarecidamente que dichos intentos hagan uso de la denominada criptografía híbrida, en la que los algoritmos de clave pública resistentes a la computación cuántica se utilizan junto con algoritmos de clave pública tradicionales (como RSA o curvas elípticas), de modo que la solución sea al menos tan segura como la criptografía tradicional existente.

NO RECOMENDAMOS ACTUALMENTE DEPENDER DE ESTA BIBLIOTECA EN UN ENTORNO DE PRODUCCIÓN NI PARA PROTEGER DATOS SENSIBLES. Esta biblioteca está pensada para ayudar en la investigación y la creación de prototipos. Si bien hacemos un esfuerzo de buena fe para evitar errores de seguridad, esta biblioteca no ha recibido el nivel de auditoría y análisis que sería necesario para confiar en ella en usos de alta seguridad.

Consulte SECURITY.md para obtener detalles sobre cómo informar una vulnerabilidad y el proceso de respuesta a vulnerabilidades de OQS.

Limitaciones de plataforma

Para optimizar el esfuerzo de soporte,

• no todos los algoritmos están igualmente bien soportados en todas las plataformas. En caso de dudas, se recomienda primero revisar los archivos de documentación de cada algoritmo.
• no todos los compiladores están igualmente bien soportados. Por ejemplo, se requiere al menos la versión v7.1.0 del compilador GNU.

Limitaciones de soporteEste proyecto no cuenta con soporte comercial. Todas las pautas y objetivos de liboqs son reflejo de las prácticas actuales, ejecutadas por una comunidad de colaboradores académicos, a tiempo parcial y/o voluntarios de buena fe y pueden cambiar en cualquier momento. Cualquier entidad que busque compromisos más fiables está fuertemente animada a unirse a la comunidad OQS y así mejorar el código y el soporte que la comunidad puede ofrecer.

Inicio rápido

Linux y Mac

1. Instale las dependencias:

   En Ubuntu:

   root@kitploit:~

    sudo apt install astyle cmake gcc ninja-build libssl-dev unzip xsltproc doxygen graphviz valgrind
    python3 -m venv .venv
    source .venv/bin/activate
    pip install --require-hashes -r requirements.txt
   

   En macOS, usando un gestor de paquetes de su elección (hemos elegido Homebrew):

   root@kitploit:~

    brew install cmake ninja openssl@3 wget doxygen graphviz astyle valgrind
    python3 -m venv .venv
    source .venv/bin/activate
    pip install --require-hashes -r requirements.txt
   

   Usando Nix:

   root@kitploit:~

    nix develop
   

   Tenga en cuenta que, si desea que liboqs use OpenSSL para varios algoritmos criptográficos simétricos (AES, SHA-2, etc.), debe tener OpenSSL instalado (se recomienda la versión 3.x; la versión EOL 1.1.1 también sigue siendo posible).

2. Obtenga el código fuente:

   root@kitploit:~

    git clone -b main https://github.com/open-quantum-safe/liboqs.git
    cd liboqs
   

   y compile:

   root@kitploit:~

    mkdir build && cd build
    cmake -GNinja ..
    ninja
   

Hay varias opciones de compilación cmake disponibles para personalizar los artefactos resultantes y están documentadas en CONFIGURE.md. Todas las opciones compatibles también se enumeran en el archivo .CMake/alg-support.cmake y se pueden ver ejecutando cmake -LAH -N .. en el directorio build.

Las siguientes instrucciones asumen que estamos en build.

3. De forma predeterminada, el resultado principal de la compilación es lib/liboqs.a, una biblioteca estática. Si desea compilar una biblioteca compartida/dinámica, agregue -DBUILD_SHARED_LIBS=ON al comando cmake -GNinja .. anterior y el resultado será lib/liboqs.so|dylib|dll. Los encabezados públicos se encuentran en el directorio include. También hay una variedad de programas compilados en el directorio tests:

   • test_kem: Marco de pruebas simple para mecanismos de encapsulación de claves
   • test_sig: Marco de pruebas simple para esquemas de firma
   • test_sig_stfl: Marco de pruebas simple para esquemas de firma con estado
   • test_kem_mem: Marco de pruebas simple para verificar el consumo de memoria de los mecanismos de encapsulación de claves
   • test_sig_mem: Marco de pruebas simple para verificar el consumo de memoria de los esquemas de firma

Windows

Se pueden generar binarios usando Visual Studio 2019 con la extensión CMake Tools instalada. Se pueden usar las mismas opciones explicadas anteriormente para Linux/macOS y los artefactos de compilación se generan en las carpetas build especificadas.

Si desea crear archivos de compilación de Visual Studio, por ejemplo, si no usa ninja, asegúrese de no pasar el parámetro -GNinja al comando cmake como se ejemplificó anteriormente. Luego puede compilar todos los componentes usando msbuild, por ejemplo, de la siguiente manera: msbuild ALL_BUILD.vcxproj e instalar todos los artefactos usando, por ejemplo, este comando: msbuild INSTALL.vcxproj.

Compilación cruzada

Puede compilar liboqs de forma cruzada para varias plataformas. Hay información detallada disponible en la Wiki.

Documentación

Puede encontrar información más detallada sobre la compilación, los parámetros de compilación opcionales, las aplicaciones de ejemplo, las convenciones de codificación y más en la wiki.

Contribuciones

Las contribuciones que cumplan con los criterios de aceptación son bienvenidas con gratitud. Consulte nuestra Guía de contribuciones para más detalles.

Licencia

liboqs está licenciado bajo la Licencia MIT; consulte LICENSE.txt para más detalles.

liboqs incluye algunas bibliotecas o módulos de terceros que están licenciados de manera diferente; la subcarpeta correspondiente contiene la licencia que se aplica en ese caso. En particular:

• .CMake/CMakeDependentOption.cmake: Licencia BSD de 3 cláusulas
• src/common/common.c: incluye partes que son Licencia Apache v2.0
• src/common/crypto/aes/aes_c.c: dominio público o cualquier licencia aprobada por OSI
• src/common/crypto/aes/aes*_ni.c: dominio público
• src/common/crypto/sha2/sha2_c.c: dominio público
• src/common/crypto/sha3/xkcp_low : CC0 (dominio público), excepto brg_endian.h y KeccakP-1600-AVX2.s
• src/common/crypto/sha3/xkcp_low/.../brg_endian.h : Licencia BSD de 3 cláusulas
• src/common/crypto/sha3/xkcp_low/.../KeccakP-1600-AVX2.s : Licencia CRYPTOGAMS similar a BSD
• src/common/rand/rand_nist.c: Consulte el archivo

Agradecimientos

El proyecto OQS cuenta con el apoyo de la Post-Quantum Cryptography Alliance como parte de la Linux Foundation.

El proyecto OQS fue fundado por Douglas Stebila y Michele Mosca en la Universidad de Waterloo. Los contribuyentes a liboqs incluyen contribuyentes individuales, académicos e investigadores, y varias empresas, incluidas Amazon Web Services, Cisco Systems, evolutionQ, IBM Research, Microsoft Research, SandboxAQ y softwareQ.

El apoyo financiero para el desarrollo de Open Quantum Safe ha sido proporcionado por Amazon Web Services, el Centro Canadiense de Ciberseguridad, Cisco, el Unitary Fund, el NGI Assure Fund y VeriSign Inc.

Los proyectos de investigación que desarrollaron componentes específicos de OQS han sido apoyados por varias subvenciones de investigación, incluida la financiación del Consejo de Investigación en Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá (NSERC); consulte los artículos fuente para los agradecimientos de financiación.