Quiet项目中的密钥承诺加密机制改进：防御不可见蝾螈攻击

背景与问题概述

在分布式系统中，加密通信的安全性至关重要。Quiet项目团队近期发现其依赖的认证加密方案存在一个潜在的安全问题——"不可见蝾螈"(invisible salamanders)攻击。这种攻击允许恶意用户向不同用户展示不同的消息或系统状态，可能导致严重的信任问题。

攻击原理分析

不可见蝾螈攻击的核心在于当前使用的加密方案缺乏密钥承诺机制。具体表现为：

1. 攻击者可以向不同用户提供不同的解密密钥
2. 攻击者可以生成看似相同但实际上内容不同的加密消息
3. 不同用户会看到不同的消息内容或系统状态

这种攻击可能导致两种严重后果：

• 用户发送不当或违规内容，但对管理员显示为正常内容
• 干扰访问控制变更，使不同用户看到不同的成员状态，导致社区成员认知分裂

技术解决方案

团队决定采用AEaH(认证加密与哈希)转换方案来增强现有的加密机制。该方案通过以下方式实现密钥承诺：

1. 在加密过程中，额外计算密钥、nonce和附加数据的哈希值作为承诺标签
2. 在解密时，重新计算并验证该哈希标签
3. 只有标签匹配时才允许解密成功

这种方案具有以下优势：

• 实现简单，易于集成到现有系统
• 提供强大的密钥承诺安全性
• 性能开销小(实验表明仅增加约2倍解密时间)

具体实现改进

项目团队对加密模块进行了以下关键修改：

1. 在加密函数中增加了标签生成步骤：

const tag = sodium.crypto_generichash(32, key, nonce)

2. 修改了Cipher数据结构，增加了tag字段：

export type Cipher = {
  nonce: Uint8Array
  message: Uint8Array
  tag: Uint8Array
}

3. 在解密函数中添加了标签验证逻辑：

const recovered_tag = sodium.crypto_generichash(32, key, nonce)
if (tag !== recovered_tag) {
    return null
}

扩展考虑

虽然主要解决了标准加密场景的问题，但团队也注意到文件流加密同样面临类似风险。流加密的特殊性在于：

1. 使用分块加密机制
2. 已有头部信息和消息标签
3. 需要不同的实现方式来集成密钥承诺

团队计划后续专门针对文件流加密场景进行安全增强，确保整个系统的加密机制都具备密钥承诺特性。

总结

Quiet项目通过引入AEaH转换方案，有效防御了不可见蝾螈攻击，增强了系统的整体安全性。这一改进不仅解决了当前的安全隐患，也为后续的安全增强奠定了基础。团队将继续关注加密领域的最新研究，确保系统始终采用最佳的安全实践。

该安全增强已随版本6.0.0-alpha.3发布，建议所有用户尽快升级以获得更好的安全保障。