加密文件密钥环后端
项目描述
摘要
为使用keyring包而设计的加密纯文本文件密钥环后端。
描述
该项目主要针对在简单便携的文件中为纯文本密码（密钥环）提供足够安全的存储，而通常桌面环境的默认密钥环存储实现不适合这种情况。
密码学
密钥环通过密钥环密码进行保护。从密钥环密码生成一个原始的Argon2($argon2id$v=19$m=65536,t=15,p=2)哈希，用作加密支持的一种认证AES加密方案（CCM、EAX、GCM、OCB）中明文密码的密钥，其中GCM是默认值。生成的加密数据，包括Argon2盐、nonce和MAC，会被持久化存储。该值以服务/用户ID引用的形式存储在文本文件（.ini格式）中。服务/用户ID在MAC计算中被视为关联数据。
最初，一个静态引用值，被视为密码，也会被存储，并在后续访问中用于验证密钥环密码。
攻击面
静态参考值允许某些形式的攻击，因为它加密了一个已知的值。希望Argon2散列，结合认证AES加密方案，能够将破解密钥的努力提升到一个足够高的水平。
Argon2参数化选择的方式是，截至今天（2017年），常见的桌面和服务器系统必须处理大量的CPU和内存负载来计算散列，这使得暴力攻击变得不切实际。
认证AES加密方案可以防止篡改加密数据以及其参考（服务/用户ID）。
快速入门指南
为了使您开始使用，您需要一个python3环境和可用的git（最好是在Linux系统上）。
您可能希望使用系统包管理器提供python包argon2-cffi、keyring、pycryptodome及其依赖项（最值得注意的是SecretStorage和cryptography），或者使用本地venv，但这将取决于一个正常工作的C编译器和一些已安装的开发包（至少需要python-devel和openssl-devel）。
设置包和环境
$ git clone https://github.com/frispete/keyrings.cryptfile
$ cd keyrings.cryptfile
$ pyvenv env
$ . env/bin/activate
(env) $ pip install -e .
最后的命令应该没有错误，否则可能缺少某些开发包。
示例会话
创建一个加密密钥库，并将测试密码存储在其中。该过程会提示输入密钥库密码，该密码保护您存储的密钥库值。
(env) $ python3
Python 3.4.5 (default, Jul 03 2016, 12:57:15) [GCC] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> from keyrings.cryptfile.cryptfile import CryptFileKeyring
>>> kr = CryptFileKeyring()
>>> kr.set_password("service", "user", "secret")
Please set a password for your new keyring: ******
Please confirm the password: ******
>>> ^d
现在再次从密钥库中检索存储的秘密
(env) $ python3
Python 3.4.5 (default, Jul 03 2016, 12:57:15) [GCC] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> from keyrings.cryptfile.cryptfile import CryptFileKeyring
>>> kr = CryptFileKeyring()
>>> kr.get_password("service", "user")
Please enter password for encrypted keyring: ******
'secret'
>>> ^d
注意，KDF延迟了{set,get}_password()操作几秒钟（在性能良好的系统上大约是1秒）。
结果
生成的文件可能看起来类似这样
(env) $ cat ~/.local/share/python_keyring/cryptfile_pass.cfg
[keyring_2Dsetting]
password_20reference =
eyJtYWMiOiAiWmVHU2lBalZ5WHd6Vmg3K2Z6TGx2UT09IiwgIm5vbmNlIjogIjB0b2dKa3RYdmdY
TVpEU1F1QkFOZFE9PSIsICJzYWx0IjogInZ2dFYzN2JvWnVLRTQzVHJ6dGd6YVE9PSIsICJkYXRh
IjogIk1UdnRzYUZ6OHdSaUZYbFBHOWZmL2dQZ0dmL3ROOG05In0=
scheme = [Argon2] AES128.GCM
version = 1.0
[service]
user =
eyJtYWMiOiAiaTJ4MWhNVGJ1S0pTZExYSXQwR0dqUT09IiwgIm5vbmNlIjogIlJ5YU1DZmkyZ0JE
NStlNHN6MGpQRWc9PSIsICJzYWx0IjogIjlIM1hJbDVhZmRZaVhkTUZyTWNOV2c9PSIsICJkYXRh
IjogImhNVC9LaTRYIn0=
值可以按如下方式解码
(env) $ python3
>>> import base64
>>> base64.decodebytes(b"""
... eyJtYWMiOiAiaTJ4MWhNVGJ1S0pTZExYSXQwR0dqUT09IiwgIm5vbmNlIjogIlJ5YU1DZmkyZ0JE
... NStlNHN6MGpQRWc9PSIsICJzYWx0IjogIjlIM1hJbDVhZmRZaVhkTUZyTWNOV2c9PSIsICJkYXRh
... IjogImhNVC9LaTRYIn0=""")
b'{"mac": "i2x1hMTbuKJSdLXIt0GGjQ==",
"nonce": "RyaMCfi2gBD5+e4sz0jPEg==",
"salt": "9H3XIl5afdYiXdMFrMcNWg==",
"data": "hMT/Ki4X"}'
讨论
json字典中的项构成加密参数和值。理论上，在不知道密码的情况下，应该足够困难地恢复到数据的明文值。由于将值参考（这里的服务和用户）与认证加密关联起来，因此会检测/拒绝修改值参考。
类层次结构继承自keyrings.alt项目，这并不容易跟随。最有趣的部分在keyrings/cryptfile/cryptfile.py，即使您不是熟练的Python程序员，它也是相当简洁的。
为了进一步控制此过程，您可能希望继承CryptFileKeyring和/或PlaintextKeyring。
注释
您可以在调用密钥库上的任何其他方法之前，通过提供kr.keyring_key = "your keyring password"来避免对密钥库密码的交互式getpass()请求。以下示例显示了从环境变量KEYRING_CRYPTFILE_PASSWORD获取密码的简单方法，如果存在的话
from getpass import getpass
from os import getenv
from keyrings.cryptfile.cryptfile import CryptFileKeyring
kr = CryptFileKeyring()
kr.keyring_key = getenv("KEYRING_CRYPTFILE_PASSWORD") or getpass()
keyring.set_keyring(kr)
测试
测试使用pytest进行。只需执行pytest即可。使用pytest -v执行详细的测试运行，而使用pytest -vk test_wrong_password选择单个测试。
欢迎提供反馈。
