Fernetの使い方

概要

Fernetはpyca/cryptographyの共通鍵暗号を実装しています。とにかく簡単に暗号／復号の処理を実現できるようになっています。FeernetはAES128ビットCBCモードで実現されており，鍵長やアルゴリズムは選ぶことができません。

Fernetで暗号化を実行すると，平文はトークンと呼ばれるオブジェクトになります。復号するときは，トークンをそのまま復号メソッドに適用します。

Fernetの面白いところは，時刻を設定することができることです。復号時に時刻を設定すると，その時刻より古い暗号文は復号することができません。これによって，時間制限のある暗号を運用することができます。

class cryptography.fernet.Fernet(key)
メソッド	概要
generate_key()	Fernetで利用する鍵を生成します。暗／復号を行うには，この鍵を利用する必要があります。
encrypt(data)	Fernetの鍵を利用してdataを暗号化します。トークンと呼ばれる暗号文を取得することができます。
decrypt(token, ttl=None)	暗号文であるトークンを復号します。オプションでttlを指定すると，タイムスタンプの評価を行うことができます。
extract_timestamp(token)	トークンのタイムスタンプを取得することができます

鍵の危殆化に備えて，鍵のローテーションを行うことができるMultiFernetがあります。メソッドに鍵のlistを渡して，複数の鍵を利用可能にします。

class cryptography.fernet.MultiFernet(fernets)
メソッド	概要
rotate(msg)	Fernetで持っている鍵を使って，msgを再暗号化します。

復号時にエラーになった場合は，エラーが発生します。

Fernetの仕様については，特に知らなくても利用する分には困りません。鍵やトークンのフォーマットをここでは紹介します。

鍵は普通のビット列です。実際にはBase64エンコードされています。

SigningKey || EncryptionKey

このように，署名用の鍵と暗号用の鍵が単純に連結されています。署名用の鍵は，トークンに付加するHMACを生成するために利用します。

Fernetで暗号化処理を行うと，次のフォーマットのトークンを取得することができます。

Version || Timestamp || IV || CipherText || HMAC

通常，トークンはいじらずにそのままの保持しておいて，復号もFernetを使えば問題ありませんが，復号処理をFernet以外で行いたい場合は，EncryptionKeyとCipherTextを取り出して，AES128ビットCBCモードであることを伝えて相手に渡せば，相手は復号できることになります。

上の仕様で書いたように，Fernet tokenにはタイムスタンプが含まれています。このタイムスタンプは，Base64をデコードすれば取得することができるため，攻撃者は暗号文は復号できなくても，暗号文が生成された時刻は取得することができます。