Перейти к содержимому
ecdsa.com
Swift

swift-crypto

swift-crypto — реализация API CryptoKit от Apple с открытым исходным кодом для Linux и других платформ без CryptoKit: те же типы Swift поверх встроенной копии BoringSSL, но Ed25519 здесь детерминирован, тогда как CryptoKit в macOS его рандомизирует, и Secure Enclave нет.
Лицензия
Apache-2.0
Проверенная версия
5.0.3 ·
Исходный код
github.com/apple/swift-crypto
Документация
swiftpackageindex.com/apple/swift-crypto/documentation/crypto

Совместимость вкратце

ECDSAEdDSAПостквантовая криптография

Кривые ECDSA
P-256P-384P-521
EdDSA
Ed25519
Форматы открытых ключей
spki-pemspki-dersec1-uncompressedsec1-compressedraw-xyraw-32
Форматы закрытых ключей
pkcs8-pempkcs8-dersec1-pemsec1-derraw-scalarseed-32

swift-crypto позволяет серверному и кроссплатформенному коду на Swift использовать API CryptoKit через import Crypto. В README библиотека описана как реализация значительной части этого API для Linux и Windows на ARM64; на платформах Apple модуль реэкспортирует сам CryptoKit (#if canImport(CryptoKit)), поэтому факты на этой странице относятся к остальным платформам. Они проверены со swift-crypto 5.0.3 и swift-asn1 1.7.3 в Linux в официальном образе Swift 6.4.1, где код работает на встроенной в пакет копии BoringSSL.

Один и тот же исходный код может вести себя на двух платформах по-разному. Подписи Ed25519 здесь детерминированы (с тестовым ключом из RFC 8032 подпись в точности совпала с подписью из RFC), а CryptoKit в macOS их рандомизирует; подписи обоих видов прошли проверку в OpenSSL, поэтому тесты должны проверять подписи, а не сравнивать байты. Ошибки разбора совпали: одни и те же байты raw r‖s, переданные в ECDSASignature(derRepresentation:), на обеих платформах вызвали truncatedASN1Field, но то, какой вариант CryptoKitASN1Error возникнет, зависит от входных данных, поэтому проверяйте сам факт сбоя, а не конкретный вариант ошибки.

Всё остальное, что удалось измерить, совпало с CryptoKit. У подписей ECDSA есть rawRepresentation (64-байтовое значение r‖s, как в JWS) и derRepresentation (как в X.509); преобразовать одно в другое можно конвертером DER ⇄ raw. Nonce случайные, s не нормализуется, подписи с high-S проходят проверку. signature(for: data) хеширует данные хеш-функцией кривой, но API для дайджестов принял SHA-256 на ключе P-384 и усёк дайджест SHA-512 на P-256, что подтвердил OpenSSL. Для Ed25519 неканоническое S отклоняется, а нейтральная точка принимается как открытый ключ вместе с подписью, где R равно нейтральной точке, а S = 0.

Постквантовые типы совпадают с CryptoKit 26: ML-KEM-768 и ML-KEM-1024, ML-DSA-65 и ML-DSA-87, а также гибридный KEM X-Wing, доступный и как набор шифров HPKE. Подписание ML-DSA выполняется с подмешанной случайностью (hedged) и поддерживает строки контекста по FIPS 204, декапсуляция повреждённого шифртекста ML-KEM без ошибки возвращает другой ключ, а закрытые ключи хранятся как seed (64 байта для ML-KEM, 32 для ML-DSA). Сравните с инструментом ML-KEM и инструментом постквантовых подписей.

В этом исходном коде нет SecureEnclave, поэтому код, который использует ключи Secure Enclave, нужно компилировать только для платформ Apple. Форматы ключей совпадают с CryptoKit: закрытые ключи P-256 записываются в PKCS#8 и читаются из PKCS#8 или SEC1 в PEM или DER, но не из зашифрованного PKCS#8; ключи Ed25519 — это 32 байта в формате raw.

Факты и проверки, на которых они основаны

Ничего из приведённого ниже не скопировано из документации. 20 октября 2026 г. проверка content/libraries/verify/swift-crypto/run.sh запустила swift-crypto 5.0.3 в образе контейнера swift:6.4.1-noble; содержимое страницы должно совпадать с выводом проверки, а у каждого факта приведены соответствующие строки вывода.

  • Кодировка подписи ECDSA

    structured

    У ECDSASignature есть 64-байтовое представление rawRepresentation и представление derRepresentation; байты самого значения (withUnsafeBytes) — это форма raw.

    Что записала проверка
    fact ecdsa-signature-encoding = structured
    evidence ecdsa-signature-encoding: signature(for:) returns P256.Signing.ECDSASignature: rawRepresentation 64 bytes, derRepresentation starts with 0x30 and converts back: yes, withUnsafeBytes yields the raw form: yes
  • Nonce в ECDSA

    random

    Две подписи одного сообщения различались, а ключ и сообщение из раздела A.2.5 RFC 6979 не дали значения r, приведённого в RFC.

    Что записала проверка
    fact ecdsa-nonce = random
    evidence ecdsa-nonce: two signatures of one message are different; r for the RFC 6979 A.2.5 key and message equals the RFC's r: no
  • Low-S при подписи

    either

    s не нормализуется: среди 64 подписей встретились значения high-S.

    Что записала проверка
    fact ecdsa-low-s-sign = either
    evidence ecdsa-low-s-sign: signatures with s > n/2 among 64: yes
  • High-S при проверке

    accepts-high-s

    Подпись, в которой s заменили на n − s, прошла проверку.

    Что записала проверка
    fact ecdsa-low-s-verify = accepts-high-s
    evidence ecdsa-low-s-verify: isValidSignature with s replaced by n - s: true
  • Что хеширует вызов подписи

    hashes-message-or-digest

    signature(for: data) хеширует данные; подпись signature(for: SHA256.hash(data: message)) прошла проверку по сообщению.

    Что записала проверка
    fact ecdsa-prehash = hashes-message-or-digest
    evidence ecdsa-prehash: signature(for: SHA256.hash(data: message)) verifies with isValidSignature(_:for: message): yes
  • Хеш-функция для сообщений

    curve-matched

    Подписи данных прошли проверку как подписи хеша SHA-256 на P-256, SHA-384 на P-384 и SHA-512 на P-521.

    Что записала проверка
    fact ecdsa-message-hash = curve-matched
    evidence ecdsa-message-hash: signature(for: data) verifies as a signature over SHA-256 on P-256: yes, SHA-384 on P-384: yes, SHA-512 on P-521: yes
  • Хеш-функция, привязанная к кривой

    none

    Ключом P-384 подписан дайджест SHA-256, и подпись прошла проверку.

    Что записала проверка
    fact ecdsa-hash-curve-binding = none
    evidence ecdsa-hash-curve-binding: a P-384 key signed a SHA-256 digest, and the signature verifies: yes
  • Дайджест длиннее порядка кривой

    truncated

    Ключом P-256 подписан дайджест SHA-512; openssl pkeyutl успешно проверил подпись по первым 32 байтам дайджеста.

    Что записала проверка
    fact ecdsa-long-input = truncated
    evidence ecdsa-long-input: a P-256 key signed a SHA-512 digest without an error
    evidence ecdsa-long-input: openssl pkeyutl verifies that signature over the first 32 digest bytes: yes
  • Некорректная подпись ECDSA

    throws

    init(derRepresentation:) выбросил truncatedASN1Field для подписи raw r‖s и для 3 байт; init(rawRepresentation:) выбросил incorrectParameterSize для DER и для 3 байт.

    Что записала проверка
    fact ecdsa-malformed-signature = throws
    evidence ecdsa-malformed-signature: ECDSASignature(derRepresentation:) with the RFC 6979 A.2.5 signature as raw r||s: threw CryptoKitASN1Error.truncatedASN1Field; with 3 bytes: threw CryptoKitASN1Error.truncatedASN1Field
    evidence ecdsa-malformed-signature: ECDSASignature(rawRepresentation:) with DER: threw CryptoKitError.incorrectParameterSize; with 3 bytes: threw CryptoKitError.incorrectParameterSize
    evidence ecdsa-malformed-signature: isValidSignature for a valid signature over another message: false
  • Кривые ECDSA

    P-256P-384P-521

    P-256, P-384 и P-521: подпись и проверка прошли успешно; других кривых ECDSA в исходном коде не объявлено.

    Что записала проверка
    fact ecdsa-curves = P-256, P-384, P-521
    evidence ecdsa-curves: key types declared in Sources/Crypto and Sources/CryptoExtras: Curve25519 MLDSA65 MLDSA87 MLKEM1024 MLKEM768 P256 P384 P521 XWingMLKEM768X25519
  • EdDSA

    Ed25519

    Curve25519.Signing (Ed25519); типа для Ed448 в исходном коде не объявлено.

    Что записала проверка
    fact eddsa = Ed25519
  • Детерминированные подписи Ed25519

    yes

    Две подписи одного сообщения совпали друг с другом и с подписью из теста 1 RFC 8032; OpenSSL успешно проверил подпись swift-crypto.

    Что записала проверка
    fact ed25519-deterministic = yes
    evidence ed25519-deterministic: RFC 8032 test 1: the derived public key matches: yes, the RFC signature verifies: yes
    evidence ed25519-deterministic: swift-crypto's signature with the same key and message equals the RFC signature: yes; two signatures are identical: yes; both verify: yes
    evidence ed25519-deterministic: OpenSSL 3.0.13 pkeyutl on a swift-crypto Ed25519 signature: Signature Verified Successfully
  • Подпись Ed25519 с неканоническим S

    rejected

    Подпись из теста 1 RFC 8032, в которой S заменили на S + L, была отклонена.

    Что записала проверка
    fact ed25519-non-canonical-s = rejected
    evidence ed25519-non-canonical-s: the RFC 8032 test 1 signature with S replaced by S + L
  • Открытый ключ Ed25519 малого порядка

    accepted

    Нейтральная точка импортировалась как открытый ключ, а подпись с R, равным нейтральной точке, и S = 0 прошла проверку.

    Что записала проверка
    fact ed25519-small-order-key = accepted
    evidence ed25519-small-order-key: the identity point as public key: import accepted; signature R = identity, S = 0 verifies: yes
  • Некорректная подпись Ed25519

    rejected

    Для 64 байт со значением 0xab и для 63-байтовой подписи проверка вернула false.

    Что записала проверка
    fact ed25519-malformed-signature = rejected
    evidence ed25519-malformed-signature: 64 bytes of 0xab: false; 63 bytes of the RFC signature: false
  • Постквантовые алгоритмы

    ML-KEMML-DSAX-Wing

    Инкапсуляции ML-KEM и X-Wing прошли полный цикл с декапсуляцией, а подписи ML-DSA прошли проверку; X-Wing также сработал через HPKE.

    Что записала проверка
    fact pqc = ML-KEM, ML-DSA, X-Wing
    evidence pqc: ML-KEM-768: public key 1184 bytes, ciphertext 1088 bytes, shared secrets match: yes
    evidence pqc: ML-KEM-1024: public key 1568 bytes, ciphertext 1568 bytes, shared secrets match: yes
    evidence pqc: ML-DSA-65: public key 1952 bytes, signature 3309 bytes, verifies: yes; ML-DSA-87: signature 4627 bytes, verifies: yes
    evidence pqc: X-Wing (XWingMLKEM768X25519): public key 1216 bytes, ciphertext 1120 bytes, shared secrets match: yes
    evidence pqc: HPKE with XWingMLKEM768X25519_SHA256_AES_GCM_256 opens its own message: yes
  • Наборы параметров ML-KEM

    ML-KEM-768ML-KEM-1024

    MLKEM768 и MLKEM1024 прошли полный цикл инкапсуляции и декапсуляции; типа для ML-KEM-512 в исходном коде не объявлено.

    Что записала проверка
    fact ml-kem-parameter-sets = ML-KEM-768, ML-KEM-1024
  • Наборы параметров ML-DSA

    ML-DSA-65ML-DSA-87

    MLDSA65 и MLDSA87: подпись и проверка прошли успешно; типа для ML-DSA-44 в исходном коде не объявлено.

    Что записала проверка
    fact ml-dsa-parameter-sets = ML-DSA-65, ML-DSA-87
  • Режим подписи ML-DSA

    hedged

    Две подписи ML-DSA-65 одного сообщения различались (подписание с подмешанной случайностью).

    Что записала проверка
    fact ml-dsa-signing = hedged
    evidence ml-dsa-signing: two ML-DSA-65 signatures of one message are different
  • Строка контекста ML-DSA

    supported

    Подпись с контекстом invoice-v1 прошла проверку с этим контекстом и не прошла с invoice-v2 и без контекста.

    Что записала проверка
    fact ml-dsa-context-string = supported
    evidence ml-dsa-context-string: signed with context "invoice-v1": verifies with it yes, with "invoice-v2" no, without a context no
  • Некорректная подпись ML-DSA

    returns-false

    Для усечённой подписи, 3 байт и неверного сообщения проверка вернула false.

    Что записала проверка
    fact ml-dsa-malformed-signature = returns-false
    evidence ml-dsa-malformed-signature: isValidSignature: truncated signature false, 3 bytes false, wrong message false
  • Изменённый шифртекст ML-KEM

    implicit-rejection

    После инвертирования одного бита шифртекста decapsulate вернул ключ, отличный от ключа отправителя.

    Что записала проверка
    fact ml-kem-modified-ciphertext = implicit-rejection
    evidence ml-kem-modified-ciphertext: ML-KEM-768 with one ciphertext bit flipped: decapsulate returned a key that differs from the sender's
  • Постквантовые закрытые ключи

    seed-only

    seedRepresentation занимает 64 байта для ML-KEM-768 и 32 для ML-DSA-65, и восстановленные из него ключи совпали с исходными.

    Что записала проверка
    fact pq-private-keys = seed-only
    evidence pq-private-keys: ML-KEM-768 seedRepresentation 64 bytes, integrityCheckedRepresentation 96 bytes; ML-DSA-65 seedRepresentation 32 bytes, integrityCheckedRepresentation 64 bytes
    evidence pq-private-keys: keys rebuilt from the seed alone have the same public key: ML-KEM-768 yes, ML-DSA-65 yes
  • Форматы открытых ключей

    spki-pemspki-dersec1-uncompressedsec1-compressedraw-xyraw-32

    Для P-256 — SPKI в PEM и DER, SEC1 в несжатой и сжатой форме и raw x‖y, для Ed25519 — 32 байта raw; все форматы записаны и прочитаны обратно.

    Что записала проверка
    fact public-key-formats = spki-pem, spki-der, sec1-uncompressed, sec1-compressed, raw-xy, raw-32
    evidence public-key-formats: P-256 public key sizes: raw 64, x963 65, compressed 33, DER 91; PEM header -----BEGIN PUBLIC KEY-----; Ed25519 raw 32
    evidence public-key-formats: written and read back: spki-pem yes, spki-der yes, sec1-uncompressed yes, sec1-compressed yes, raw-xy yes, raw-32 yes
  • Форматы закрытых ключей

    pkcs8-pempkcs8-dersec1-pemsec1-derraw-scalarseed-32

    Читает PKCS#8 и SEC1 в PEM или DER, скаляр P-256 в формате raw и seed Ed25519; записывает PKCS#8; зашифрованный PKCS#8 не принимается.

    Что записала проверка
    fact private-key-formats = pkcs8-pem, pkcs8-der, sec1-pem, sec1-der, raw-scalar, seed-32
    evidence private-key-formats: P-256 private key written as: derRepresentation PKCS#8 (138 bytes), pemRepresentation -----BEGIN PRIVATE KEY-----, rawRepresentation 32 bytes, x963Representation 97 bytes
    evidence private-key-formats: OpenSSL-written P-256 keys read: pkcs8-pem yes, pkcs8-der yes, encrypted-pkcs8 no, sec1-pem yes, sec1-der yes; encrypted PKCS#8: threw CryptoKitASN1Error.invalidPEMDocument

Использование

Подпишите данные ключом Ed25519 и проверьте подпись, затем выполните обмен ключами ML-KEM-768 в Linux.
import Crypto
import Foundation

let message = Data("order #1042 approved".utf8)

// Ed25519 signatures are deterministic here but randomized under Apple's CryptoKit:
// compare signatures by verifying them, never byte for byte.
let signingKey = Curve25519.Signing.PrivateKey()
let signature = try signingKey.signature(for: message)
print("Ed25519 verified: \(signingKey.publicKey.isValidSignature(signature, for: message))")

// ML-KEM-768: the receiver publishes a public key, the sender encapsulates a fresh secret to it.
let receiver = try MLKEM768.PrivateKey()
let sent = try receiver.publicKey.encapsulate()
let received = try receiver.decapsulate(sent.encapsulated)
print("ML-KEM-768 secrets match: \(received == sent.sharedSecret)")

Тестовый стенд для фрагментов кода запускает каждый пример без изменений в образе контейнера swift:6.4.1-noble, и запуск завершается ошибкой, если вывод не совпадает.

Команда
swift run -c release usage
Вывод должен совпадать (регулярное выражение)
Ed25519 verified: true\nML-KEM-768 secrets match: true

Библиотеки