Crypto ++ PKCS5_PBKDF2_HMAC类签名的原因？

Question

在PKCS5_PBKDF2_HMAC的Crypto ++手册中，有两个DeriveKey的签名。

第一：

size_t  DeriveKey (byte *derived, size_t derivedLen, const byte *secret, size_t secretLen, const NameValuePairs &params=g_nullNameValuePairs) const

第二：

size_t  DeriveKey (byte *derived, size_t derivedLen, byte purpose, const byte *secret, size_t secretLen, const byte *salt, size_t saltLen, unsigned int iterations, double timeInSeconds=0) const

我想了解第一个签名中最后一个参数的目的。NameValuePairs &params=g_nullNameValuePairs。

很遗憾，在文档中我找不到使用示例。通常，我的目标是用nullptr salt替换第二个函数的调用，但同时我需要发送unsigned int iterations, double timeInSecond。

Answer 1

此签名是KeyDerivationFunction界面的一部分。所有KDF都源自此：

KeyDerivationFunction

选择此签名是因为KDF的本质是获取种子或秘密，并输出派生的密钥材料。其他参数（例如使用率，迭代计数或内存成本）是增值参数。

size_t  DeriveKey (byte *derived, size_t derivedLen,
                   const byte *secret, size_t secretLen,
                   const NameValuePairs &params=g_nullNameValuePairs) const

允许传递任意参数。这是必需的，因为KDF参数变化很大。例如，PBKDF在其派生中使用单个“使用”八位位组；而Scrypt在推导过程中使用“内存硬度”或“成本”。使用NameValuePairs，那些可变的参数可以通过恒定接口传递。

NameValuePairs还提供了一些帮助程序，例如KeyDerivationFunction，MinDerivedKeyLength和MaxDerivedKeyLength。

此签名更加专业。它被保留，因为它存在于Crypto ++的早期。它处理多个旧的KDF，例如IsValidDerivedLength，P1363_KDF2，PKCS12_PBKDF，但无法处理较新的KDF，例如Argon，HKDF和Scrypt。

PKCS5_PBKDF2_HMAC

如果我们要处理现代KDF，则带有更多参数的更新签名将类似于：

size_t  DeriveKey (byte *derived, size_t derivedLen,
                   byte purpose,
                   const byte *secret, size_t secretLen,
                   const byte *salt, size_t saltLen,
                   unsigned int iterations, double timeInSeconds=0) const

如您所见，这很快就失控了。

所以我们现在要做的是，使用

size_t  DeriveKey (byte *derived, size_t derivedLen,
                   byte purpose,
                   const byte *secret, size_t secretLen,
                   const byte *salt, size_t saltLen,
                   const byte *pepper, size_t pepperLen,  // additional data
                   const byte *info, size_t infoLen,      // additional data
                   unsigned int iterations,
                   word64 cost,              // Scrypt
                   word64 blockSize,         // Scrypt
                   word64 parallelization    // Scrypt
                   double timeInSeconds=0 ) const

接口并通过KeyDerivationFunction传递参数：

NameValuePairs

但是，没有什么可以阻止像Scrypt这样的派生类提供仅接受其确切参数的重载

std::string pass("password"), salt("NaCl");
word64 cost=1024, blockSize=8, parallelization=16;

AlgorithmParameters params = MakeParameters("Cost", cost)
    ("BlockSize", blockSize)("Parallelization", parallelization)
    ("Salt", ConstByteArrayParameter((const byte*)&salt[0], salt.size()));

SecByteBlock derived(64);
scrypt.DeriveKey(derived, derived.size(), (const byte*)&pass[0], pass.size(), params);

，这就是Scrypt（和其他）KDF所做的。这是Scrypt的重载：

DeriveKey

这是HKDF重载的DeriveKey：

size_t  DeriveKey (byte *derived, size_t derivedLen,
                   const byte *secret, size_t secretLen,
                   const byte *salt, size_t saltLen, 
                   word64 cost=2, word64 blockSize=8,
                   word64 parallelization=1) const

---

注意，在Crypto ++ 7.0的发行版610下，添加了带有

size_t  DeriveKey (byte *derived, size_t derivedLen, 
                   const byte *secret, size_t secretLen,
                   const byte *salt, size_t saltLen,
                   const byte *info, size_t infoLen) const

的新KeyDerivationFunction接口：

• NameValuePair

这里是来自Crypto ++ Wiki的更多阅读内容：

• Issue 610
• KeyDerivationFunction
• NameValuePairs
• [PKCS5_PBKDF2_HMAC，HKDF