mbed TLSでHKDFを利用する

記事の概要

mbet TLSを用いてHKDFを利用します。

サンプルプログラムは以下に置いてあります。
https://github.com/matsuikosuke/mbedTLSTest

HKDFとは何か

HKDFは、入力鍵から別の鍵を生成します。

派生キーを生成するために使用されます。 最初のステップである「抽出」は、入力キーマテリアルを取得し、

入力鍵から固定長の疑似ランダムキー（PRK）を生成し、PRKから任意の長さの別の鍵を生成します。

HKDFを作成する目的は、共有鍵を暗号化鍵に変換することです。

サンプルコード

mbedtls_hkdf関数を使用してHKDFを作成します。
引数の意味は以下のリンク先を参照ください。
https://tls.mbed.org/api/hkdf_8h.html#add9dfaeb0544fe502c0240c9f90618ed

以下のテスト関数では、生成したHKDFhkdf_okmが期待値expected_hkdf_okmと一致することを確認しています。

int mbed_hkdf_test(void)
{
    nrf_crypto_hmac_context_t   context;
    unsigned char hkdf_ikm_len_22[22]   = { 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b, 0x0b };
    unsigned char expected_hkdf_okm[42]   = { 0x8d, 0xa4, 0xe7, 0x75, 0xa5, 0x63, 0xc1, 0x8f, 0x71, 0x5f, 0x80, 0x2a, 0x06, 0x3c, 0x5a, 0x31, 0xb8, 0xa1, 0x1f, 0x5c, 0x5e, 0xe1, 0x87, 0x9e, 0xc3, 0x45, 0x4e, 0x5f, 0x3c, 0x73, 0x8d, 0x2d, 0x9d, 0x20, 0x13, 0x95, 0xfa, 0xa4, 0xb6, 0x1a, 0x96, 0xc8 };
    nrf_crypto_hmac_context_t   hkdf_context;

    uint32_t i;
    int ret;
    size_t   ikm_len = 22;//sizeof(hkdf_ikm_len_22);
    size_t   okm_len = sizeof(expected_hkdf_okm);
    size_t   expected_okm_len = okm_len;

    unsigned char hkdf_okm[42];
    memset(hkdf_okm,  0xFF, sizeof(hkdf_okm));

    ret = mbedtls_hkdf(
        mbedtls_md_info_from_type(MBEDTLS_MD_SHA256),
        NULL, //const unsigned char * 	salt
        0, //size_t 	salt_len
        &hkdf_ikm_len_22[0], //const unsigned char * 	ikm,
        22, //size_t 	ikm_len,
        NULL, //const unsigned char * 	info,
        0, //size_t 	info_len,
        &hkdf_okm[0], //unsigned char * 	okm,
        okm_len //size_t 	okm_len 
    );

    printf("hkdf_okm=");
     for (uint16_t i=0; i<okm_len; i++) {
         printf("%02lX, ", hkdf_okm[i]);
     }
     printf("\r\n");

    //Verification: are the computed hkdf and the expected hkdf equal?
    ret = memcmp(&hkdf_okm, &expected_hkdf_okm, okm_len);
    if( ret != 0 )
        printf("error\r\n");

    return ret;
}

参照

mbed TLSでAES-GCMを利用する
mbed TLSでRSAを利用する「RSA-OAEPの暗号化と復号」
mbed TLSでRSAを利用する「RSAの公開鍵と秘密鍵の作成」
mbed TLSおよびOberonでECDHを利用する
mbed TLSでHKDFを利用する
mbed TLSでJWTを利用する