wolfCOSE

wolfCOSE — это легковесная и быстрая библиотека на C, реализующая основные стандарты CBOR и COSE, с криптографической поддержкой на базе wolfSSL.

Поддерживаемые стандарты и RFC

Основные спецификации:
- RFC 8949 — Concise Binary Object Representation (CBOR)
- RFC 9052 — CBOR Object Signing and Encryption (COSE)
- RFC 9053 — алгоритмы COSE
- RFC 9864 — Fully-Specified Algorithms for JOSE and COSE
- RFC 9338 — COSE Countersignatures
Постквантовая криптография:
- RFC 9964 — ML-DSA для COSE
- RFC 8778 — HSS/LMS для COSE
Аттестация:
- RFC 9783 — PSA Attestation Token Profile of EAT

Основные возможности

Полный набор COSE (RFC 9052): Полная поддержка всех шести типов сообщений, включая COSE_Sign1, COSE_Encrypt0 и COSE_Mac0.
Countersignatures V2 (RFC 9338): Полные и сокращённые встроенные countersignatures для всех шести типизированных типов сообщений COSE.
Постквантовая криптография:
- ML-DSA (FIPS 204 / RFC 9964) на всех уровнях безопасности.
- HSS/LMS — stateful hash-based подпись (RFC 8778 / CNSA 2.0).
Высокая производительность: На Intel i9-11950H сквозной COSE_Sign1 достигает 66 538 sign/s и 26 437 verify/s с ES256, а также 21 986 sign/s и 53 686 verify/s с ML-DSA-44. См. детали производительности и размера и wolfCOSE vs. The Field.
PSA Attestation: Выпуск и проверка EAT / PSA Token с поддержкой делегированной подписи через HSM.
41 криптографический алгоритм: Широкий охват алгоритмов для подписи, шифрования, MAC и распределения ключей.
Дизайн для встраиваемых систем: Нулевое динамическое выделение памяти (без кучи, ноль .data/.bss). Работа с буферами, предоставляемыми вызывающей стороной, с ограниченным использованием стека.
Путь к FIPS 140-3: Использует wolfCrypt (FIPS Certificate #4718) в качестве единственной криптографической зависимости.
Интеграция со STM32: Доступен готовый пакет STM32Cube (I-CUBE-wolfCOSE) для STM32CubeMX / IDE (Подробности).

Поддерживаемые алгоритмы

Цифровые подписи:
- Классические: ESP256, ESP384, ESP512, Ed25519, Ed448, PS256, PS384, PS512
- Постквантовые: ML-DSA-44, ML-DSA-65, ML-DSA-87
- Stateful Hash-Based: HSS-LMS
Шифрование (AEAD):
- AES-GCM (128 / 192 / 256)
- AES-CCM (варианты)
- ChaCha20-Poly1305
Аутентификация сообщений (MAC):
- HMAC-SHA256, HMAC-SHA384, HMAC-SHA512
- AES-MAC
Распределение ключей:
- Direct
- AES Key Wrap
- ECDH-ES + HKDF

Типы сообщений COSE (RFC 9052)

wolfCOSE реализует все сообщения RFC 9052 как в односубъектных, так и в многосубъектных вариантах:

Сообщение	RFC 9052	API	Назначение
`COSE_Sign1`	Sec. 4.2	`wc_CoseSign1_Sign` / `wc_CoseSign1_Verify`	Подпись одним подписантом
`COSE_Sign`	Sec. 4.1	`wc_CoseSign_Sign` / `wc_CoseSign_Verify`	Мультиподписант (независимые подписи над одной и той же полезной нагрузкой)
`COSE_Encrypt0`	Sec. 5.2	`wc_CoseEncrypt0_Encrypt` / `wc_CoseEncrypt0_Decrypt`	AEAD для одного получателя
`COSE_Encrypt`	Sec. 5.1	`wc_CoseEncrypt_Encrypt` / `wc_CoseEncrypt_Decrypt`	Мультиполучатель (один шифротекст, много получателей через Direct / AES-KW / ECDH-ES)
`COSE_Mac0`	Sec. 6.2	`wc_CoseMac0_Create` / `wc_CoseMac0_Verify`	MAC для одного получателя
`COSE_Mac`	Sec. 6.1	`wc_CoseMac_Create` / `wc_CoseMac_Verify`	Мультиполучатель MAC (общий MAC-ключ, распространяемый получателям)
`COSE_Key` / `COSE_KeySet`	Sec. 7	`wc_CoseKey_Encode` / `wc_CoseKey_Decode`	Сериализация ключей для всех типов ключей

Countersignatures из RFC 9338 могут быть прикреплены к любому типизированному сообщению из этой таблицы. Используйте wc_Cose_AddCounterSignature() или wc_Cose_AddCounterSignature0() для добавления, затем проверяйте её независимо с помощью соответствующего API wc_Cose_VerifyCounterSignature*().

Зависимости (wolfSSL)

wolfCOSE требует wolfSSL в качестве криптографического бэкенда. Минимальная поддерживаемая версия: v5.8.0-stable. Некоторые опциональные алгоритмы требуют более новых релизов; см. Getting Started для минимальных версий зависимостей по функциям и инструкций по сборке. HSS/LMS (RFC 8778) требует v5.9.2-stable или новее.

Выберите конфигурацию сборки в зависимости от нужных вам алгоритмов.

Минимальная сборка (ECC + AES-GCM)

Это даёт вам COSE Sign1 (ESP256/384/512) и Encrypt0 (AES-GCM):

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

Включённые алгоритмы: ESP256, ESP384, ESP512, AES-GCM-128/192/256

Для меньшего размера wolfCrypt добавьте --enable-cryptonly, чтобы исключить стек TLS и отключить алгоритмы, которые сборка Sign1 + Encrypt0 никогда не использует:

./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

См. Tuning for Size и Tuning for Speed для дальнейшей оптимизации wolfCOSE и wolfCrypt на MCU.

Минимальная сборка (только постквантовая / ML-DSA)

Для чисто постквантовой подписи с ML-DSA-44/65/87:

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

Включённые алгоритмы: ML-DSA-44, ML-DSA-65, ML-DSA-87 (SHAKE-128/256 подключаются автоматически через --enable-mldsa. API wc_MlDsaKey требует wolfSSL новее v5.9.1-stable.)

Полная сборка (все алгоритмы)

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

Сборка

# 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

wolfCOSE v2.0.0