ARMmbed/mbedtls项目中可中断的ECDH密钥协商接口设计解析
2025-06-05 18:33:41作者:冯梦姬Eddie
在现代密码学应用中,椭圆曲线密钥交换(ECDH)是保障通信安全的核心机制之一。ARMmbed/mbedtls作为轻量级加密库,近期针对可中断操作场景下的ECDH密钥协商进行了接口优化设计,本文将深入剖析其技术实现与设计考量。
背景与需求
嵌入式设备常面临资源受限和实时性要求高的挑战,传统密钥协商过程中一旦启动就必须完成,无法响应更高优先级的系统事件。为此,mbedtls团队提出"可中断的临时ECDH"(Interruptible Ephemeral ECDH)机制,允许在密钥生成和协商过程中保存中间状态,以便后续恢复执行。
关键技术设计
1. 阶段性密钥对生成
通过PSA接口psa_key_derivation_key_agreement()
的分阶段设计:
- 初始化阶段设置算法类型和输出密钥属性
- 分步执行时通过
PSA_OPERATION_INCOMPLETE
状态标记进度 - 支持保存/恢复上下文状态(如椭圆曲线点计算中间值)
psa_status_t psa_key_agreement(
psa_key_derivation_operation_t *operation,
psa_key_id_t private_key,
const uint8_t *peer_key,
size_t peer_key_length,
size_t *output_length);
2. 临时密钥管理
- 引入
PSA_KEY_TYPE_EPHEMERAL
标志位 - 自动清理机制确保中断后的密钥材料不会残留
- 内存占用优化设计支持资源受限设备
3. 状态机控制
定义明确的状态转换规则:
[INIT] → [KEYGEN] → [AGREEMENT] → [COMPLETE]
↑_____________|
(中断恢复)
实现优势
- 实时性提升:允许抢占式处理高优先级任务
- 资源效率:临时密钥的自动回收减少内存泄漏风险
- 安全保证:保持原有ECDH的前向安全性等密码学特性
- 兼容性:与现有PSA Crypto API无缝集成
典型应用场景
- 物联网设备在低功耗模式下执行密钥协商
- 实时操作系统中的高优先级任务插队处理
- 需要定期执行看门狗检测的安全关键系统
开发者注意事项
- 必须检查
PSA_OPERATION_INCOMPLETE
返回值 - 上下文保存需使用安全存储区域
- 建议设置合理的最大重试次数
- 临时密钥生命周期应显式控制
该设计已通过ARMmbed/mbedtls的9410和9441两个PR实现,为嵌入式安全通信提供了更灵活的解决方案。
登录后查看全文
热门项目推荐
相关项目推荐
HunyuanImage-3.0
HunyuanImage-3.0 统一多模态理解与生成,基于自回归框架,实现文本生成图像,性能媲美或超越领先闭源模型00- DDeepSeek-V3.2-ExpDeepSeek-V3.2-Exp是DeepSeek推出的实验性模型,基于V3.1-Terminus架构,创新引入DeepSeek Sparse Attention稀疏注意力机制,在保持模型输出质量的同时,大幅提升长文本场景下的训练与推理效率。该模型在MMLU-Pro、GPQA-Diamond等多领域公开基准测试中表现与V3.1-Terminus相当,支持HuggingFace、SGLang、vLLM等多种本地运行方式,开源内核设计便于研究,采用MIT许可证。【此简介由AI生成】Python00
GitCode-文心大模型-智源研究院AI应用开发大赛
GitCode&文心大模型&智源研究院强强联合,发起的AI应用开发大赛;总奖池8W,单人最高可得价值3W奖励。快来参加吧~0369Hunyuan3D-Part
腾讯混元3D-Part00ops-transformer
本项目是CANN提供的transformer类大模型算子库,实现网络在NPU上加速计算。C++097AI内容魔方
AI内容专区,汇集全球AI开源项目,集结模块、可组合的内容,致力于分享、交流。02Spark-Chemistry-X1-13B
科大讯飞星火化学-X1-13B (iFLYTEK Spark Chemistry-X1-13B) 是一款专为化学领域优化的大语言模型。它由星火-X1 (Spark-X1) 基础模型微调而来,在化学知识问答、分子性质预测、化学名称转换和科学推理方面展现出强大的能力,同时保持了强大的通用语言理解与生成能力。Python00GOT-OCR-2.0-hf
阶跃星辰StepFun推出的GOT-OCR-2.0-hf是一款强大的多语言OCR开源模型,支持从普通文档到复杂场景的文字识别。它能精准处理表格、图表、数学公式、几何图形甚至乐谱等特殊内容,输出结果可通过第三方工具渲染成多种格式。模型支持1024×1024高分辨率输入,具备多页批量处理、动态分块识别和交互式区域选择等创新功能,用户可通过坐标或颜色指定识别区域。基于Apache 2.0协议开源,提供Hugging Face演示和完整代码,适用于学术研究到工业应用的广泛场景,为OCR领域带来突破性解决方案。00- HHowToCook程序员在家做饭方法指南。Programmer's guide about how to cook at home (Chinese only).Dockerfile09
- PpathwayPathway is an open framework for high-throughput and low-latency real-time data processing.Python00
项目优选
收起

deepin linux kernel
C
22
6

OpenHarmony documentation | OpenHarmony开发者文档
Dockerfile
202
2.17 K

React Native鸿蒙化仓库
C++
208
285

Ascend Extension for PyTorch
Python
61
94

🎉 (RuoYi)官方仓库 基于SpringBoot,Spring Security,JWT,Vue3 & Vite、Element Plus 的前后端分离权限管理系统
Vue
977
575

Nop Platform 2.0是基于可逆计算理论实现的采用面向语言编程范式的新一代低代码开发平台,包含基于全新原理从零开始研发的GraphQL引擎、ORM引擎、工作流引擎、报表引擎、规则引擎、批处理引引擎等完整设计。nop-entropy是它的后端部分,采用java语言实现,可选择集成Spring框架或者Quarkus框架。中小企业可以免费商用
Java
9
1

本项目是CANN提供的数学类基础计算算子库,实现网络在NPU上加速计算。
C++
550
83

旨在打造算法先进、性能卓越、高效敏捷、安全可靠的密码套件,通过轻量级、可剪裁的软件技术架构满足各行业不同场景的多样化要求,让密码技术应用更简单,同时探索后量子等先进算法创新实践,构建密码前沿技术底座!
C
1.02 K
399

本项目是CANN开源社区的核心管理仓库,包含社区的治理章程、治理组织、通用操作指引及流程规范等基础信息
393
27

前端智能化场景解决方案UI库,轻松构建你的AI应用,我们将持续完善更新,欢迎你的使用与建议。
官网地址:https://matechat.gitcode.com
1.2 K
133