Den första versionen av TLS 1.3-protokollet på Java med GOST-algoritmer enligt RFC 9367

Modul crypto-gost-tls13 innehåller implementering av TLS 1.3 (RFC 8446 + RFC 9367) med GOST-kryptografi. Denna version är en initial version av biblioteket och redo för internt bruk.

Ett kännetecken för biblioteket är att det är implementerat i ren Java. Alla kryptografiska operationer utförs med hjälp av bibliotekets inbyggda medel — utan externa beroenden.

Detta är i ett avseende en av de första öppna implementeringarna av TLS 1.3 med GOST på Java, så interop-testning har utförts i minimiomfattning.

Nedan följer funktionerna i biblioteket.

1. Protokoll:

• Handshake: komplett (client/server), förkortad (PSK), ömsesidig (mTLS).
• ALPN (RFC 7301) — förhandling av applikationsprotokoll (HTTP/2, HTTP/1.1).
• SNI (RFC 6066) — namn angivelse servern för multi-tenant distributioner.
• KeyUpdate (RFC 8446 §4.6.3) — uppdatering av krypteringsnycklar för trafik.
• Cipher-sviter: TLS_KUZNYECHIK_MGM_STREEBOG_256_L/S.
• ECDHE: CryptoPro-A (256-bit), CryptoPro-B (512-bit)
• Per-post TLSTREE omnyckling — ändring av krypteringsnyckeln för varje TLS-post.
• Fragmentering och sammanställning av handskakningar och poster (RFC 8446 §5.1).
• Sessionåterupplivning: PSK via NewSessionTicket (PskStore i minnet, engångsbruk).
• OCSP stapling: server bifogar OCSP-svaret till certifikatet.
• Post-handshake-meddelanden: NewSessionTicket (lagring för PSK).

2. Kryptografi:

• Nyckelschema: HKDF-Streebog (RFC 5869) enligt TLS 1.3-schema (RFC 8446 §7.1).
• Skydd av poster: MGM-AEAD (Kuznyechik) med nonce enligt RFC 8446 §5.3.
• Effemeriska nycklar raderas efter användning.

3. Certifikat:

• Parsing av X.509v3 (GOST R 34.10-2012) — inbyggd DER-parser.
• Validering av kedja: signaturer, DN (utfärdare → ämne), Grundläggande begränsningar, Nyckelanvändning, Utökad nyckelanvändning (serverAuth / clientAuth), pathLen.
• Hostname-kontroll: dNSName + iPAddress (RFC 6125).
• Verifikation av OCSP-svar (RFC 6960).

4.Transport:

• TlsTransport — gränssnitt.
• InMemoryTlsTransport — för tester och enprocess-scenarier (i-minnet kö).
• SocketTlsTransport — blocking I/O via java.net.Socket.
• ChannelTlsTransport — NIO SocketChannel-baserad transport (blocking mode, avbrutbar).

5. Steg-för-steg handskakning:

• TlsHandshakeEngine — tillståndsmaskin för handskakning (frikopplad från I/O). Använder TlsSession som dirigent; lämplig för integration med JSSE (SSLEngine).

6. ByteBuffer API:

• TlsRecord.protect/unprotect — ByteBuffer-överskott för zero-copy integration med NIO. Laddning av nycklar:
• Pkcs12Loader — läsning av PFX (PKCS#12) med PBKDF2-HMAC-SHA256 + AES-256-CBC.

7. Avslutande av session:

• close_notify — korrekt stängning enligt protokollet.
• Radering av nyckelmaterial vid stängning eller fel.
• Bearbetning av alert: fatal — omedelbar stängning + radering.

8. Säkerhet i implementationen:

• Konstant-tid jämförelser för verify_data och PSK binders (skydd mot timing-attacker)
• Överskrivning av nyckelmateriel: destroy() på alla objekt med nycklar (TlsKeySchedule, TlsTrafficKeys, TlsRecord, HandshakeContext), vid close, fatal alert, exception i handshake
• Skydd mot DoS: gränser för längd på certifikatkedjor (10), post-handshake-meddelanden, storlek på poster.
• MGM nonce: MSB för första byte rensas för ICN (RFC 9058 §3, RFC 9367 §3.3).
• ECDHE privat nyckel och handshake-transkript raderas efter att handshake avslutas.
• HMAC nyckelmateriel raderas efter användning (HkdfStreebog, KdfGostR3411_2012_256).

9. Begränsningar:

• Endast resumption PSK (0-RTT och extern PSK stöds inte).
• Endast psk_dhe_ke (ren PSK utan ECDHE stöds inte).
• HelloRetryRequest (RFC 8446 §4.1.4) stöds inte — endast en named group används (GC256A som standard).
• Endast GOST (icke-GOST cipher suites stöds inte).

10. Testning:

• Biblioteket innehåller kända svarstester från RFC 9367 Appendix A.1 (L och S varianter) — fullständig key schedule, TLSTREE, AEAD, ECDHE. Och genomgår hela spektrumet av KAT tester.
• 4 integrations tester (self-interop) via riktiga TCP-sockets.
• Fuzzing-tester för parsers: TlsMessageParser (8 metoder), TlsDerParser (3 metoder), TlsOcspVerifier (1 metod), för att säkerställa säkerhet och minska attackvektorer på parsers.

11. Arkitektoniska lösningar:

• TlsHandshakeEngine — tillståndsmaskin, löst kopplad från I/O (för framtida JSSE-modul).
• ByteBuffer-överskridningar TlsRecord.protect/unprotect för NIO/JSSE.
• TLSTREE-cache (TlsTreeCache) — omberäkning av endast ändrade nivåer (RFC 9367).
• InMemoryTlsTransport.Pair — tvåvägspar för tester och enkelprocessinteraktion.

Biblioteket distribueras under en fri licens.

Källa: linux.org.ru