wolfCOSE

wolfCOSE es una biblioteca ligera en C que implementa CBOR (RFC 8949), COSE (RFC 9052/9053) y ML-DSA para COSE (RFC 9964) poscuántico, utilizando wolfSSL como backend criptográfico.

Características Principales

• Conjunto completo de mensajes RFC 9052: los seis tipos de mensaje COSE, incluidos COSE_Sign con múltiples firmantes y COSE_Encrypt / COSE_Mac con múltiples destinatarios
• Firma poscuántica: ML-DSA (FIPS 204) en los tres niveles de seguridad, con COSE_Key RFC 9964 (tipo de clave AKP, claves privadas basadas en semilla)
• 40 algoritmos en firma, cifrado, MAC y distribución de claves
• Cero asignación dinámica: sin asignación en el heap y no recursivo. Cada operación se ejecuta en buffers proporcionados por el llamante dentro de un límite de pila acotado y personalizable por objetivo (nada en el heap, cero .data/.bss)
• Huella mínima: wolfCOSE (motor COSE + CBOR) para COSE_Sign1 con ES256, ~5.1 KB solo verificación y ~6.8 KB firma + verificación. El flash total incluyendo wolfCrypt es de ~26.2 KB solo verificación (WOLFCOSE_LEAN_VERIFY) y ~34.6 KB firma + verificación
• Rápido: (COSE_Sign1 ES256, x86_64, wolfCrypt sp_256 asm): 66,538 firmas/s, 26,437 verificaciones/s
• Poscuántico al mismo costo: el flash total de COSE_Sign1 con ML-DSA-44 incluyendo wolfCrypt es de ~20.8 KB solo verificación (WOLFCOSE_LEAN_VERIFY_MLDSA) y ~35.8 KB firma + verificación, aproximadamente a 1 KB de ES256 clásico. La parte de wolfCOSE por sí sola es de 4.6 KB y ~6.6 KB respectivamente. Consulte Footprint
• Camino a FIPS 140-3: mediante wolfCrypt Certificado FIPS #4718 (única dependencia criptográfica)

Algoritmos Soportados

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

Cifrado: AES-GCM (128/192/256), ChaCha20-Poly1305, variantes AES-CCM

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

Distribución de Claves: Directo, AES Key Wrap, ECDH-ES+HKDF

Tipos de Mensaje COSE (RFC 9052)

wolfCOSE ha implementado todos los mensajes RFC 9052, tanto en variantes de actor único como de múltiples actores:

Mensaje	RFC 9052	API	Propósito
COSE_Sign1	Sec. 4.2	wc_CoseSign1_Sign / wc_CoseSign1_Verify	Firma de firmante único
COSE_Sign	Sec. 4.1	wc_CoseSign_Sign / wc_CoseSign_Verify	Múltiples firmantes (firmas independientes sobre el mismo payload)
COSE_Encrypt0	Sec. 5.2	wc_CoseEncrypt0_Encrypt / wc_CoseEncrypt0_Decrypt	AEAD de destinatario único
COSE_Encrypt	Sec. 5.1	wc_CoseEncrypt_Encrypt / wc_CoseEncrypt_Decrypt	Múltiples destinatarios (un solo ciphertext, muchos destinatarios mediante Direct / AES-KW / ECDH-ES)
COSE_Mac0	Sec. 6.2	wc_CoseMac0_Create / wc_CoseMac0_Verify	MAC de destinatario único
COSE_Mac	Sec. 6.1	wc_CoseMac_Create / wc_CoseMac_Verify	MAC multidestinatario (clave MAC compartida, distribuida a los destinatarios)
COSE_Key / COSE_KeySet	Sec. 7	wc_CoseKey_Encode / wc_CoseKey_Decode	Serialización de claves para todos los tipos de clave

Requisitos Previos (wolfSSL)

wolfCOSE requiere wolfSSL como backend criptográfico. Versión mínima soportada: v5.8.0-stable (primera versión con el símbolo público wc_ForceZero). La firma poscuántica utiliza la API canónica wc_MlDsaKey de FIPS 204, que llega a wolfSSL después de v5.9.1-stable; compilar wolfCOSE contra v5.8.0–v5.9.1 funciona para todo excepto ML-DSA. Las versiones 5.x más antiguas pueden soportarse técnicamente pero requieren cambios a nivel de código fuente; contacte con wolfSSL para soporte comercial.

Elija una configuración de compilación según los algoritmos que necesite.

Compilación Mínima (ECC + AES-GCM)

Esto le proporciona COSE Sign1 (ES256/384/512) y Encrypt0 (AES-GCM):

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

Algoritmos habilitados: ES256, ES384, ES512, AES-GCM-128/192/256

Para una huella menor de wolfCrypt, añada --enable-cryptonly para eliminar la pila TLS y deshabilite los algoritmos que una compilación Sign1 + Encrypt0 nunca utiliza:

./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

Consulte Tuning for Size y Tuning for Speed para exprimir aún más wolfCOSE y wolfCrypt en MCUs.

Compilación Mínima (solo Poscuántico / ML-DSA)

Para firma poscuántica pura con ML-DSA-44/65/87:

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

Algoritmos habilitados: ML-DSA-44, ML-DSA-65, ML-DSA-87 (SHAKE-128/256 se incorporan automáticamente con --enable-mldsa. La API wc_MlDsaKey requiere wolfSSL posterior a v5.9.1-stable).

Compilación Completa (Todos los Algoritmos)

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

Compilación

# Biblioteca principal (libwolfcose.a)
make

# Ejecutar pruebas unitarias
make test

# Compilar y ejecutar pruebas de ida y vuelta de la herramienta CLI (todos los algoritmos)
make tool-test

# Ejecutar demo del ciclo de vida (11 algoritmos)
make demo

Objetivos de Compilación

Objetivo	Descripción
make all	Compila libwolfcose.a (solo biblioteca principal)
make shared	Compila libwolfcose.so
make test	Compila + ejecuta pruebas unitarias de CBOR y COSE
make tool	Compila la herramienta CLI (tools/wolfcose_tool)
make tool-test	Autoprueba de ida y vuelta para los 17 algoritmos
make demo	Compila + ejecuta demo del ciclo de vida (11 algoritmos)
make clean	Elimina todos los artefactos de compilación

Inicio Rápido

Ejemplos

Consulte examples/ para ver código funcional completo:

• sign1_demo.c, encrypt0_demo.c, mac0_demo.c: demos de algoritmos
• lifecycle_demo.c: flujo de trabajo completo de extremo a nube
• comprehensive/: pruebas de matriz de algoritmos
• scenarios/: firma de firmware, atestación, configuración de flotas

CI / Pruebas

Se ejecuta en cada push y PR:

• Compilación + Pruebas: Ubuntu, macOS, GCC 10-14, Clang 14-18
• Pruebas Exhaustivas: ~240 pruebas de combinación de algoritmos
• Análisis Estático: cppcheck, analizador Clang, GCC -fanalyzer
• MISRA C 2012: cppcheck --addon=misra revisando todas las rutas de código de wolfCOSE
• MISRA C 2023: advertencias estrictas de GCC y clang-tidy (bugprone-*, cert-*, clang-analyzer-*, misc-*)
• Coverity Scan: análisis de defectos nocturno
• Análisis Estático Interno Avanzado: herramientas avanzadas de análisis estático de Fenrir wolfssl
• Cobertura de Código: 99.3% para wolfcose.c, 100% para wolfcose_cbor.c