Mbed TLS (TF-PSA-Crypto)

事实及其依据的检查

以下内容均非抄自文档。检查脚本 content/libraries/verify/mbedtls/run.sh 于2026年10月20日在容器镜像 alpine:3.24.2 中运行了 Mbed TLS (TF-PSA-Crypto) 4.1.1；本页内容必须与它的输出一致，每条事实都列出了对应的输出行。

• ECDSA 签名编码

  raw

  在 P-256 上，psa_sign_message 返回 64 字节的原始 r‖s。

  检查记录

  fact ecdsa-signature-encoding = raw
  evidence ecdsa-signature-encoding: psa_sign_message returned 64 bytes

• ECDSA 的 nonce

  rfc6979-opt-in

  PSA_ALG_ECDSA 使用随机 nonce；PSA_ALG_DETERMINISTIC_ECDSA 复现了 RFC 6979 附录 A.2.5 的结果。

  检查记录

  fact ecdsa-nonce = rfc6979-opt-in
  evidence ecdsa-nonce: PSA_ALG_ECDSA repeats: no; PSA_ALG_DETERMINISTIC_ECDSA reproduces the RFC 6979 A.2.5 r: yes (status 0)

• 签名时的 low-S

  either

  s 没有经过规范化：64 个签名中出现了 high-S 值。

  检查记录

  fact ecdsa-low-s-sign = either

• 验证时的 high-S

  accepts-high-s

  把 s 替换为 n − s 的签名验证通过。

  检查记录

  fact ecdsa-low-s-verify = accepts-high-s

• 签名调用对哪些内容做哈希

  hashes-message-or-digest

  psa_sign_message 会先计算哈希；psa_sign_hash 对摘要签名，生成的签名用 psa_verify_message 验证通过。

  检查记录

  fact ecdsa-prehash = hashes-message-or-digest

• 格式错误的 ECDSA 签名

  returns-false

  DER 签名、3 字节的数据块以及针对其他数据的有效签名，都返回 PSA_ERROR_INVALID_SIGNATURE（-149）。

  检查记录

  fact ecdsa-malformed-signature = returns-false
  evidence ecdsa-malformed-signature: psa_verify_message status: DER -149, 3 bytes -149, wrong message -149 (PSA_ERROR_INVALID_SIGNATURE = -149)

• ECDSA 曲线

  P-256P-384P-521secp256k1brainpoolP256r1brainpoolP384r1brainpoolP512r1

  P-256、P-384、P-521、secp256k1 和 brainpoolP256r1/P384r1/P512r1 的签名与验证均成功；在这个构建中，P-224 密钥生成失败。

  检查记录

  fact ecdsa-curves = P-256, P-384, P-521, secp256k1, brainpoolP256r1, brainpoolP384r1, brainpoolP512r1

• EdDSA

  none

  Ed25519 密钥生成返回 PSA_ERROR_NOT_SUPPORTED（-134）。

  检查记录

  fact eddsa = none
  evidence eddsa: psa_generate_key for an Ed25519 key: status -134

• 后量子算法

  LMS

  MBEDTLS_LMS_C 已启用（LMS 签名验证）；没有定义 ML-KEM 或 ML-DSA 的 PSA 密钥类型，实验性的 mldsa-native 驱动也没有编译进来。

  检查记录

  fact pqc = LMS
  evidence pqc: MBEDTLS_LMS_C is enabled (LMS hash-based signature verification, <mbedtls/lms.h>)
  evidence pqc: no ML-DSA or ML-KEM PSA key type is defined in these headers
  evidence pqc: psa/crypto_config.h of this build: //#define TF_PSA_CRYPTO_PQCP_MLDSA_ENABLED;//#define TF_PSA_CRYPTO_PQCP_MLDSA_87_ENABLED (commented out = the experimental mldsa-native driver is not built)

• 公钥格式

  spki-dersec1-uncompressed

  psa_export_public_key 返回 65 字节的 SEC1 未压缩点；SPKI DER 通过 pk 层写出和解析。

  检查记录

  fact public-key-formats = spki-der, sec1-uncompressed
  evidence public-key-formats: psa_export_public_key returns 65 bytes starting 0x04 (an uncompressed SEC1 point)

用法

#include <psa/crypto.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
    if (psa_crypto_init() != PSA_SUCCESS) return 1;
    /* The algorithm is part of the key policy: here deterministic ECDSA (RFC 6979) with SHA-256. */
    psa_algorithm_t alg = PSA_ALG_DETERMINISTIC_ECDSA(PSA_ALG_SHA_256);
    psa_key_attributes_t attr = PSA_KEY_ATTRIBUTES_INIT;
    psa_set_key_type(&attr, PSA_KEY_TYPE_ECC_KEY_PAIR(PSA_ECC_FAMILY_SECP_R1));
    psa_set_key_bits(&attr, 256);
    psa_set_key_usage_flags(&attr, PSA_KEY_USAGE_SIGN_MESSAGE | PSA_KEY_USAGE_VERIFY_MESSAGE);
    psa_set_key_algorithm(&attr, alg);
    psa_key_id_t key;
    if (psa_generate_key(&attr, &key) != PSA_SUCCESS) return 1;

    const uint8_t msg[] = "order #1042 approved";
    uint8_t sig[PSA_SIGNATURE_MAX_SIZE];
    size_t sig_len;
    psa_sign_message(key, alg, msg, sizeof msg - 1, sig, sizeof sig, &sig_len);

    /* PSA signatures are raw r||s (64 bytes on P-256): wrap them in DER for X.509 or OpenSSL peers. */
    psa_status_t status = psa_verify_message(key, alg, msg, sizeof msg - 1, sig, sig_len);
    printf("signature bytes: %zu, verified: %d\n", sig_len, status == PSA_SUCCESS);
    psa_destroy_key(key);
    return 0;
}