liboqs

liboqs è una libreria C open source per algoritmi crittografici quantum-safe.

• liboqs
  • Panoramica
  • Stato
    • Algoritmi supportati
      • Meccanismi di incapsulamento delle chiavi
      • Schemi di firma
      • Schemi di firma con stato
    • Limitazioni e sicurezza
      • Limitazioni di piattaforma
      • Limitazioni di supporto
  • Avvio rapido
    • Linux e Mac
    • Windows
    • Compilazione incrociata
  • Documentazione
  • Contribuire
  • Licenza
  • Riconoscimenti

Panoramica

liboqs fornisce:

• una raccolta di implementazioni open source di meccanismi di incapsulamento delle chiavi (KEM) quantum-safe e algoritmi di firma digitale; l'elenco completo è disponibile qui sotto
• un'API comune per questi algoritmi
• un banco di prova e routine di benchmarking

liboqs fa parte del progetto Open Quantum Safe (OQS), che mira a sviluppare e integrare nelle applicazioni la crittografia quantum-safe per facilitare la distribuzione e i test in contesti reali. In particolare, OQS fornisce integrazioni prototipo di liboqs in protocolli come TLS, X.509 e S/MIME, tramite il nostro OpenSSL 3 Provider, e offriamo una varietà di altre demo abilitate al post-quantum.

Il progetto OQS è supportato dalla Post-Quantum Cryptography Alliance come parte della Linux Foundation. Ulteriori informazioni sul progetto Open Quantum Safe sono disponibili su openquantumsafe.org.

OQS sta conducendo un sondaggio per comprendere meglio la nostra comunità. Vorremmo sentire organizzazioni e individui riguardo al loro interesse e utilizzo del progetto Open Quantum Safe. Si prega di dedicare qualche minuto per compilare il sondaggio: https://linuxfoundation.surveymonkey.com/r/oqssurvey

Stato

Algoritmi supportati

La tabella seguente riassume ogni famiglia di algoritmi attualmente integrata in liboqs. Per i dettagli per variante (inclusi livello NIST, stato di tempo costante, verifica formale e ottimizzazioni disponibili), vedere ALGORITHMS.md; per fonti upstream e avvisi, vedere le pagine per singolo algoritmo in docs/algorithms.

I nomi degli algoritmi standardizzati da NIST — ML-KEM, ML-DSA e SLH-DSA — sono stabili; se NIST modifica i dettagli implementativi, liboqs si adeguerà affinché gli utenti siano protetti da tali modifiche. Tutti gli altri nomi sono soggetti a modifiche. Quali algoritmi vengono compilati può essere controllato tramite OQS_ALGS_ENABLED; per impostazione predefinita, liboqs viene compilato supportando ogni algoritmo nella tabella, inclusi quelli sperimentali.

Meccanismi di incapsulamento delle chiavi

Schemi di firma

Schemi di firma con stato

Limitazioni e sicurezza

Sebbene al momento della stesura di questo documento non siano note vulnerabilità in nessuno degli algoritmi quantum-safe utilizzati in questa libreria, si consiglia cautela nella distribuzione di algoritmi quantum-safe, poiché la maggior parte degli algoritmi e dei software non è stata sottoposta allo stesso grado di scrutinio degli algoritmi attualmente distribuiti. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alle indicazioni fornite dalla comunità degli standard, in particolare dal progetto NIST Post-Quantum Cryptography Standardization. Con l'avanzare della ricerca, gli algoritmi supportati possono subire rapidi cambiamenti nella loro sicurezza e potrebbero persino rivelarsi insicuri sia contro computer classici che quantistici. Inoltre, si noti che sntrup761 è incluso solo per test di interoperabilità.

liboqs non intende "scegliere i vincitori": il supporto degli algoritmi è informato dal progetto di standardizzazione NIST PQC. Raccomandiamo vivamente che applicazioni e protocolli si affidino ai risultati di questo sforzo quando distribuiscono crittografia post-quantum.

Siamo consapevoli che alcune parti potrebbero voler distribuire crittografia quantum-safe prima della conclusione del progetto di standardizzazione NIST PQC. Raccomandiamo vivamente che tali tentativi facciano uso della cosiddetta crittografia ibrida, in cui gli algoritmi a chiave pubblica quantum-safe vengono utilizzati insieme agli algoritmi a chiave pubblica tradizionali (come RSA o curve ellittiche), così che la soluzione sia almeno non meno sicura della crittografia tradizionale esistente.

NON RACCOMANDIAMO ATTUALMENTE DI AFFIDARSI A QUESTA LIBRERIA IN UN AMBIENTE DI PRODUZIONE O PER PROTEGGERE QUALSIASI DATO SENSIBILE. Questa libreria è pensata per aiutare nella ricerca e nella prototipazione. Sebbene facciamo uno sforzo per evitare bug di sicurezza, questa libreria non ha ricevuto il livello di audit e analisi necessario per potersi affidare ad essa per usi ad alta sicurezza.

Si prega di consultare SECURITY.md per i dettagli su come segnalare una vulnerabilità e sul processo di risposta alle vulnerabilità di OQS.

Limitazioni di piattaforma

Per ottimizzare lo sforzo di supporto,

• non tutti gli algoritmi sono ugualmente ben supportati su tutte le piattaforme. In caso di domande, si consiglia innanzitutto di rivedere i file di documentazione per ciascun algoritmo.
• non tutti i compilatori sono ugualmente ben supportati. Ad esempio, è richiesta almeno la versione v7.1.0 del compilatore GNU.

Limitazioni di supportoQuesto progetto non è supportato commercialmente. Tutte le linee guida e gli obiettivi per liboqs riflettono le pratiche attuali, eseguite da una comunità di contributori accademici, part-time e/o volontari su base di massimo impegno e possono cambiare in qualsiasi momento. Qualsiasi entità che cerchi impegni più affidabili è fortemente incoraggiata a unirsi alla comunità OQS e quindi a migliorare il codice e il supporto che la comunità può fornire.

Avvio rapido

Linux e Mac

1. Installare le dipendenze:

   Su 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
   

   Su macOS, utilizzando un gestore di pacchetti a scelta (abbiamo scelto 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
   

   Nota che, se vuoi che liboqs usi OpenSSL per vari algoritmi crittografici simmetrici (AES, SHA-2, ecc.), devi avere OpenSSL installato (consigliata la versione 3.x; anche la versione EOL 1.1.1 è ancora possibile).

2. Ottieni il codice sorgente:

   root@kitploit:~

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

   e compila:

   root@kitploit:~

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

Sono disponibili varie opzioni di build cmake per personalizzare gli artefatti risultanti e sono documentate in CONFIGURE.md. Tutte le opzioni supportate sono anche elencate nel file .CMake/alg-support.cmake e possono essere visualizzate eseguendo cmake -LAH -N .. nella directory build.

Le seguenti istruzioni presuppongono che ci troviamo in build.

3. Per impostazione predefinita, il risultato principale della build è lib/liboqs.a, una libreria statica. Se vuoi compilare una libreria condivisa/dinamica, aggiungi -DBUILD_SHARED_LIBS=ON al comando cmake -GNinja .. sopra e il risultato sarà lib/liboqs.so|dylib|dll. Gli header pubblici si trovano nella directory include. Ci sono anche vari programmi compilati nella directory tests:

   • test_kem: semplice harness di test per i meccanismi di incapsulamento delle chiavi
   • test_sig: semplice harness di test per gli schemi di firma
   • test_sig_stfl: semplice harness di test per gli schemi di firma con stato
   • test_kem_mem: semplice harness di test per verificare il consumo di memoria dei meccanismi di incapsulamento delle chiavi
   • test_sig_mem: semplice harness di test per verificare il consumo di memoria degli schemi di firma

Windows

I binari possono essere generati usando Visual Studio 2019 con l'estensione CMake Tools installata. Le stesse opzioni spiegate sopra per Linux/macOS possono essere utilizzate e gli artefatti di build vengono generati nelle cartelle build specificate.

Se vuoi creare file di build di Visual Studio, ad esempio se non usi ninja, assicurati di non passare il parametro -GNinja al comando cmake come esemplificato sopra. Puoi quindi compilare tutti i componenti usando msbuild, ad esempio come segue: msbuild ALL_BUILD.vcxproj e installare tutti gli artefatti usando ad esempio questo comando msbuild INSTALL.vcxproj.

Compilazione incrociata

Puoi compilare in modo incrociato liboqs per varie piattaforme. Informazioni dettagliate sono disponibili nel Wiki.

Documentazione

Informazioni più dettagliate sulla compilazione, sui parametri di build opzionali, sulle applicazioni di esempio, sulle convenzioni di codifica e altro si trovano nel wiki.

Contribuire

I contributi che soddisfano i criteri di accettazione sono accolti con gratitudine. Vedi la nostra Guida ai contributi per maggiori dettagli.

Licenza

liboqs è concesso in licenza sotto la MIT License; vedi LICENSE.txt per i dettagli.

liboqs include alcune librerie o moduli di terze parti concessi in licenza in modo diverso; la sottocartella corrispondente contiene la licenza che si applica in quel caso. In particolare:

• .CMake/CMakeDependentOption.cmake: BSD 3-Clause License
• src/common/common.c: include porzioni sotto Apache License v2.0
• src/common/crypto/aes/aes_c.c: pubblico dominio o qualsiasi licenza approvata OSI
• src/common/crypto/aes/aes*_ni.c: pubblico dominio
• src/common/crypto/sha2/sha2_c.c: pubblico dominio
• src/common/crypto/sha3/xkcp_low : CC0 (pubblico dominio), eccetto brg_endian.h e KeccakP-1600-AVX2.s
• src/common/crypto/sha3/xkcp_low/.../brg_endian.h : BSD 3-Clause License
• src/common/crypto/sha3/xkcp_low/.../KeccakP-1600-AVX2.s : licenza simile a BSD CRYPTOGAMS license
• src/common/rand/rand_nist.c: vedi file

Ringraziamenti

Il progetto OQS è supportato dalla Post-Quantum Cryptography Alliance come parte della Linux Foundation.

Il progetto OQS è stato fondato da Douglas Stebila e Michele Mosca all'Università di Waterloo. I contributori di liboqs includono singoli contributori, accademici e ricercatori, e varie aziende, tra cui Amazon Web Services, Cisco Systems, evolutionQ, IBM Research, Microsoft Research, SandboxAQ e softwareQ.

Il supporto finanziario per lo sviluppo di Open Quantum Safe è stato fornito da Amazon Web Services, il Canadian Centre for Cyber Security, Cisco, il Unitary Fund, il NGI Assure Fund e VeriSign Inc.

I progetti di ricerca che hanno sviluppato componenti specifici di OQS sono stati supportati da varie sovvenzioni di ricerca, inclusi finanziamenti dal Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC); vedi i documenti di origine per i riconoscimenti di finanziamento.