wolfCOSE

wolfCOSE는 wolfSSL을 암호화 백엔드로 사용하여 CBOR (RFC 8949), COSE (RFC 9052/9053), 그리고 포스트퀀텀 COSE용 ML-DSA (RFC 9964)를 구현하는 경량 C 라이브러리입니다.

주요 기능

• 완전한 RFC 9052 메시지 집합: 다중 서명자 COSE_Sign 및 다중 수신자 COSE_Encrypt / COSE_Mac을 포함한 6가지 COSE 메시지 유형 전체
• 포스트퀀텀 서명: 세 가지 보안 수준 모두에서 ML-DSA (FIPS 204), RFC 9964 COSE_Key(AKP 키 유형, 시드 기반 개인 키)
• 40가지 알고리즘: 서명, 암호화, MAC 및 키 분배 전반에 걸쳐 제공
• 동적 할당 없음: 힙 할당이 없고 비재귀적입니다. 모든 작업은 호출자가 제공한 버퍼에서 실행되며 제한되고 대상별로 사용자 지정 가능한 스택 상한 내에서 수행됩니다(힙에 아무것도 없음, .data/.bss 사용량 0).
• 초소형 풋프린트: ES256 COSE_Sign1 wolfCOSE(COSE + CBOR 엔진)는 검증 전용 ~5.1 KB, 서명 + 검증 ~6.8 KB입니다. wolfCrypt를 포함한 총 플래시는 검증 전용(WOLFCOSE_LEAN_VERIFY) ~26.2 KB, 서명 + 검증 ~34.6 KB입니다.
• 빠름: (ES256 COSE_Sign1, x86_64, wolfCrypt sp_256 asm): 초당 66,538회 서명, 초당 26,437회 검증
• 동일한 비용의 포스트퀀텀: ML-DSA-44 COSE_Sign1은 wolfCrypt를 포함한 총 플래시가 검증 전용 (WOLFCOSE_LEAN_VERIFY_MLDSA) ~20.8 KB, 서명 + 검증 ~35.8 KB로 기존 ES256과 약 1 KB 이내의 차이입니다. wolfCOSE 부분만으로는 각각 4.6 KB 및 ~6.6 KB입니다. 풋프린트 참조
• FIPS 140-3 경로: wolfCrypt FIPS 인증서 #4718(유일한 암호화 종속성)을 통해

지원 알고리즘

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

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

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

키 분배: Direct, AES Key Wrap, ECDH-ES+HKDF

COSE 메시지 유형 (RFC 9052)

wolfCOSE는 단일 주체 및 다중 주체 변형 모두를 포함한 모든 RFC 9052 메시지를 구현했습니다:

메시지	RFC 9052	API	용도
COSE_Sign1	Sec. 4.2	wc_CoseSign1_Sign / wc_CoseSign1_Verify	단일 서명자 서명
COSE_Sign	Sec. 4.1	wc_CoseSign_Sign / wc_CoseSign_Verify	다중 서명자(동일 페이로드에 대한 독립 서명)
COSE_Encrypt0	Sec. 5.2	wc_CoseEncrypt0_Encrypt / wc_CoseEncrypt0_Decrypt	단일 수신자 AEAD
COSE_Encrypt	Sec. 5.1	wc_CoseEncrypt_Encrypt / wc_CoseEncrypt_Decrypt	다중 수신자(하나의 암호문, Direct / AES-KW / ECDH-ES를 통한 다수의 수신자)
COSE_Mac0	Sec. 6.2	wc_CoseMac0_Create / wc_CoseMac0_Verify	단일 수신자 MAC
COSE_Mac	Sec. 6.1	wc_CoseMac_Create / wc_CoseMac_Verify	다중 수신자 MAC(공유 MAC 키, 수신자에게 배포)
COSE_Key / COSE_KeySet	Sec. 7	wc_CoseKey_Encode / wc_CoseKey_Decode	모든 키 유형에 대한 키 직렬화

사전 요구 사항 (wolfSSL)

wolfCOSE는 암호화 백엔드로 wolfSSL이 필요합니다. 최소 지원 버전: v5.8.0-stable(공개 wc_ForceZero 심볼이 포함된 첫 릴리스). 포스트퀀텀 서명은 wolfSSL v5.9.1-stable 이후 버전에 포함된 표준 FIPS 204 wc_MlDsaKey API를 사용합니다. v5.8.0–v5.9.1에 대해 wolfCOSE를 빌드하면 ML-DSA를 제외한 모든 기능이 작동합니다. 이전 5.x 릴리스도 기술적으로 지원할 수 있지만 소스 수준의 변경이 필요합니다. 상업적 지원은 wolfSSL에 문의하세요.

필요한 알고리즘에 따라 빌드 구성을 선택하세요.

최소 빌드 (ECC + AES-GCM)

이 구성을 사용하면 COSE Sign1(ES256/384/512)과 Encrypt0(AES-GCM)을 사용할 수 있습니다:

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

활성화되는 알고리즘: ES256, ES384, ES512, AES-GCM-128/192/256

더 작은 wolfCrypt 풋프린트를 원한다면 --enable-cryptonly를 추가하여 TLS 스택을 제거하고 Sign1 + Encrypt0 빌드에서 사용하지 않는 알고리즘을 비활성화하세요:

./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

MCU에서 wolfCOSE와 wolfCrypt를 더욱 최적화하려면 크기 조정 및 속도 조정을 참조하세요.

최소 빌드 (포스트퀀텀 / ML-DSA 전용)

ML-DSA-44/65/87로 순수 포스트퀀텀 서명을 하려면:

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

활성화되는 알고리즘: ML-DSA-44, ML-DSA-65, ML-DSA-87 (SHAKE-128/256은 --enable-mldsa에 의해 자동으로 포함됩니다. wc_MlDsaKey API는 v5.9.1-stable보다 최신 wolfSSL이 필요합니다.)

전체 빌드 (모든 알고리즘)

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

빌드

# 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

빌드 대상

대상	설명
make all	libwolfcose.a 빌드(코어 라이브러리 전용)
make shared	libwolfcose.so 빌드
make test	CBOR 및 COSE 단위 테스트 빌드 + 실행
make tool	CLI 도구 빌드(tools/wolfcose_tool)
make tool-test	17개 전체 알고리즘에 대한 왕복 자체 테스트
make demo	수명 주기 데모 빌드 + 실행(11개 알고리즘)
make clean	모든 빌드 산출물 제거

빠른 시작

예제

완전한 작동 코드는 examples/를 참조하세요:

• sign1_demo.c, encrypt0_demo.c, mac0_demo.c: 알고리즘 데모
• lifecycle_demo.c: 엣지-클라우드 전체 워크플로
• comprehensive/: 알고리즘 매트릭스 테스트
• scenarios/: 펌웨어 서명, 증명, 플릿 구성

CI / 테스트

모든 푸시와 PR에서 실행됩니다:

• 빌드 + 테스트: Ubuntu, macOS, GCC 10-14, Clang 14-18
• 포괄적 테스트: 약 240가지 알고리즘 조합 테스트
• 정적 분석: cppcheck, Clang analyzer, GCC -fanalyzer
• MISRA C 2012: cppcheck --addon=misra로 모든 wolfCOSE 코드 경로 검사
• MISRA C 2023: 엄격한 GCC 경고 및 clang-tidy(bugprone-*, cert-*, clang-analyzer-*, misc-*)
• Coverity Scan: 야간 결함 분석
• 고급 내부 정적 분석: Fenrir wolfssl 고급 정적 분석 도구
• 코드 커버리지: wolfcose.c 99.3%, wolfcose_cbor.c 100%

make coverage                  # Run tests with gcov
make coverage-force-failure    # Include crypto failure path testing

문서

전체 문서는 Wiki에서 확인할 수 있습니다: