Dieses Repository dient als Beispielimplementierung in C# und implementiert den kryptografischen Teil der Spezifikation des VAU-Protokolls für ePA für alle (gemSpec_Krypt Kaptiel 7).
[!IMPORTANT] Die Implementierung mit BouncyCastle beinhaltet auch ein Workaround, welcher implementiert werden musste, damit diese kompatibel mit der Spezifikation wie in [Kapitel 7.1] beschrieben ist. Dies betrifft die Erzeugung von Kyber Schlüssel nach dem Kyber Release v3.0.2. In BouncyCastle wurde bereits die Draft Implementierung FIPS 203 umgesetzt, welche inkompatibel mit diesem Kyber Release ist. Dieser Workaround ist auf der folgenden Seite beschrieben worden: https://words.filippo.io/dispatches/mlkem768/#bonus-track-using-a-ml-kem-implementation-as-kyber-v3
[!IMPORTANT] Die Umsetzung der Funktion toJSONString() in der Peter.O.Cbor Bibliothek fu´nktioniert nicht fehlerfrei. Daher wurde darauf verzichtet jedes CBORObject in ein JSOBObject zu wandeln. https://github.com/peteroupc/CBOR/blob/master/docs/PeterO.Cbor.CBORObject.md "Note that the conversion from CBOR to JSON is not always without loss and may make it impossible to recover the original object when converting the JSON back to CBOR. See the ToJSONString documentation."
Der Client erzeugt die ECDH und Kyber KeyPairs. Diese werden in Message 1 gepackt und zum Server geschickt.
Der Server nimmt die VauMessage 1 entgegen. Die PublicKeys des Clients und seinen eigenen PrivateKeys nutzt er, um die ECDH und Kyber Shared Secrets mitsamt Ciphertexts (KdfMessage) zu erstellen. Daraus erstellt er den ersten Schlüssel KdfKey1. Diesen nutzt er, um seine signierten PublicKeys zu verschlüsseln. In VauMessage 2 werden die Ciphertexts der Shared Secrets sowie die verschlüsselten signierten PublicKeys gespeichert und diese Nachricht wird zurück zum Client geschickt.
Der Client erhält VauMessage 2. Mithilfe der Ciphertexts des Servers und den eigenen PrivateKey erstellt er seine eigenen Shared Secrets, mit welchen er den gleichen KdfKey1 wie der Server herleitet. Damit entschlüsselt er die signierten PublicKeys des Servers. Mit diesen PublicKeys und den eigenen PrivateKeys erstellt der Client weitere Shared Secrets mit zugehörigen Ciphertexts. Mit den Shared Secrets aus beiden Vorgängen wird nun ein KdfKey2 generiert, welcher für das Ver-/Entschlüsseln zwischen Client und Server nach dem Handshake genutzt wird. Die Ciphertexts für den KdfKey2 werden mit dem KdfKey1 verschlüsselt. Ein Transcript, was aus den bisherigen codierten Nachrichten besteht, wird in SHA-256 (=Hash) und dann mit dem KdfKey2 verschlüsselt (=Ciphertext-KeyConfirmation). Die VauMessage 3 besteht aus den Ciphertexts und der Ciphertext-KeyConfirmation. Diese wird zum Server zurückgeschickt.
Der Server öffnet VauMessage 4 und erhält mit seinem KdfKey1 die Ciphertexts. Mit diesen kann er nun seinen eigenen Shared Secrets erstellen. Mit allen Shared Secrets leitet er, wie der Client zuvor, den KdfKey2 her. Um den Vorgang zu validieren, überprüft der Server die Hash des Clients: Er entschlüsselt die Ciphertext-KeyConfirmation mit dem KdfKey2 und erhält den Client-Hash. Diese vergleicht er mit dem SHA-256 verschlüsselten eigenen Transcript. Den eigenen Hash verschlüsselt er mit dem KdfKey2 (=Ciphertext-KeyConfirmation). Diese wird in VauMessage 4 gespeichert und zurück zum Client geschickt.
Der Client öffnet die Nachricht, entschlüsselt die Ciphertext-KeyConfirmation und vergleicht wieder den erhalten Hash mit selbst berechneten. Erst dann ist der Handshake abgeschlossen.