暗号ライブラリの比較

暗号ライブラリの比較（あんごうライブラリのひかく）では、暗号化アルゴリズムを扱い、サポートする各機能を呼び出すAPIを持つ暗号ライブラリを比較する。

暗号ライブラリ

実装	開発元	開発言語	オープンソース	ソフトウェアライセンス	FIPS 140 検証^[1]	FIPS 140-2 モード	最新アップデート
Bouncy Castle	Legion of the Bouncy Castle Inc.	Java, C#	Yes	MIT License	Yes	Yes
CryptoComply	SafeLogic	Java, C	No	商用版	Yes	Yes	Continuous
cryptlib	Peter Gutmann	C	Yes	Sleepycat License または商用版	No^{[注釈 1]}	Yes
Crypto++	The Crypto++ project	C++	Yes	Boost Software License (すべての各ファイルは public domain)	No	No	April 8, 2018 (7.0.0) Moved to FIPS 140 Historical Validation List^{[注釈 2]}
GnuTLS	Nikos Mavrogiannopoulos, Simon Josefsson	C	Yes	GNU LGPL v2.1+	Yes	Yes	3.8.4 - 2024年3月20日 (7か月前) (2024-03-20)^[2] [±]
Libgcrypt	GnuPG community and g10code	C	Yes	GNU LGPL v2.1+	Yes	Yes
libsodium	Frank Denis	C	Yes	ISC license	No	No	December 13, 2017 (1.0.16)
NaCl	Daniel J. Bernstein, Tanja Lange, Peter Schwabe	C	Yes	Public domain	No	No	February 21, 2011^[3]
Network Security Services	Mozilla	C	Yes	MPL 2.0	Yes^[4]	Yes	3.65 - 2021年5月13日 (3年前) (2021-05-13)^[5] [±] 3.53.1 - 2020年6月16日 (4年前) (2020-06-16)^[5] [±]
OpenSSL	The OpenSSL Project	C	Yes	Apache Licence 1.0 と 4-Clause BSD Licence	Yes	Yes	3.4.0 - 2024年10月22日 (3日前) (2024-10-22)^[6] [±]
wolfCrypt	wolfSSL, Inc.	C	Yes	GPL v2 または商用版	Yes	Yes	5.5.0 - 2022年8月30日 (2年前) (2022-08-30)^[7] [±]

^ 実際のcryptlibはFIPS 140検証されていないが、第三者の独自の商用製品の一部として使われたcryptlibが検証されている。
^ Crypto ++は2003年から2008年の3回のFIPS 140検証を受けた。2016年にNISTはCrypto ++をHistorical Validation Listに移行。このによりFIPS検証が取り消され、連邦政府機関は検証された暗号としてはこのモジュールを使用することができなくなっている。

鍵処理

鍵処理には鍵生成アルゴリズム、鍵交換合意、公開鍵暗号標準が含まれる。

鍵生成と鍵交換

実装	ECDH	DH	DSA	RSA	ElGamal	NTRU	DSS
Bouncy Castle	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
CryptoComply	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
cryptlib	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes
Crypto++	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes
Libgcrypt	Yes^{[注釈 1]}	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes
libsodium	No	Yes	Yes	No		No	No
OpenSSL	Yes	Yes	Yes	Yes	No	No	No
wolfCrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes	Yes

^ 下位レベルのインターフェイス使用による。

楕円曲線暗号サポート

実装	NIST	SECG	ECC Brainpool	ECDSA	ECDH	Curve25519	EdDSA	GOST R 34.10
Bouncy Castle	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes		Yes
CryptoComply	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
cryptlib	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
Crypto++	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	No
Libgcrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
libsodium	Yes					Yes	Yes
OpenSSL	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
wolfCrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No

公開鍵暗号標準

実装	PKCS#1	PKCS#5	PKCS#8	PKCS#12	IEEE P1363	ASN.1
Bouncy Castle	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
CryptoComply	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
cryptlib	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes
Crypto++	Yes	Yes	Yes^{[注釈 1]}	No	Yes	Yes
Libgcrypt	Yes	Yes^{[注釈 2]}	Yes^{[注釈 2]}	Yes^{[注釈 2]}	Yes^{[注釈 2]}	Yes^{[注釈 2]}
libsodium	No	No	No	No	No	No
OpenSSL	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes
wolfCrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes

^ ライブラリは、デフォルトでPEMなしでX.509およびPKCS＃8エンコーディングを提供。公開鍵と秘密鍵のPEMエンコーディングでは、PEM Packが必要。
^ ^a ^b ^c ^d ^e Public Key Cryptographic Standards（PKCS）は、実際のlibgcryptライブラリではないが、GnuPGフレームワークの一部でもある付随するライブラリとツールでサポートされている。

ハッシュ関数

サポートされている暗号化ハッシュ関数を比較する。メッセージのMACタグを生成するために使用される暗号を含む。ここではハッシュ関数は、任意の長さのメッセージから、元のメッセージの復号が実質不可能な固定サイズの出力を生成するものとして定義する。

実装	MD5	SHA-1	SHA-2	SHA-3	RIPEMD-160	Tiger	Whirlpool	GOST	Stribog	BLAKE2
Bouncy Castle	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
CryptoComply	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
cryptlib	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes	No	No	No
Crypto++	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes
Libgcrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
libsodium	No	No	Yes	No	No	No	No	No	No	Yes
OpenSSL	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes		Yes
wolfCrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	No	No	No	Yes

MACアルゴリズム

メッセージ認証コード（MAC）アルゴリズムの実装を比較する。MACは、メッセージを認証するために使用される短い情報である。メッセージが指定された送信者から送信されたもので（真正性）、送信中に変更されていない（完全性）ことを確認するために用いられる。

実装	HMAC-MD5	HMAC-SHA1	HMAC-SHA2	Poly1305-AES	BLAKE2-MAC
Bouncy Castle	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
CryptoComply	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
cryptlib	Yes	Yes	Yes	No	No
Crypto++	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
Libgcrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
libsodium	No	No	Yes	Yes	Yes
OpenSSL	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
wolfCrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes

ブロック暗号

ブロック暗号の実装を比較する。ブロック暗号は、決定論的であり、対称鍵を用いて設定された数のビット（ブロックと呼ばれる）上で動作するものとして定義される。各ブロック暗号は、実行可能な鍵サイズとブロック暗号モードに分割することができる。

ブロック暗号アルゴリズム

Implementation	AES	Camellia	3DES	Blowfish	Twofish	CAST5	IDEA	GOST 28147-89	ARIA
Bouncy Castle^[8]	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
CryptoComply	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
cryptlib^[9]	Yes	No	Yes	Yes		Yes	Yes
Crypto++	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes^{[注釈 1]}	Yes
Libgcrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
libsodium	Yes^{[注釈 2]}	No	No	No
OpenSSL	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes	Yes	Yes	Yes
wolfCrypt	Yes	Yes	Yes	No			Yes

^ Crypto ++は、1990年代からGOSTの64ビット版を提供。2015年からGOSTの128ビット版は提供していない。
^ libsodiumはAES-256のみを提供。AES-128、AES-192は提供していない。

暗号モード

実装	ECB	CBC	OFB	CFB	CTR	CCM	GCM	OCB	XTS	AES-Wrap	Stream
Bouncy Castle	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes		Yes	Yes
CryptoComply	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
cryptlib	Yes	Yes	Yes	Yes		No	Yes
Crypto++	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	No	No	Yes
Libgcrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
libsodium	No	No			Yes	No	Yes
OpenSSL	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
wolfCrypt	Yes	Yes	No	Yes	Yes	Yes	Yes	No	Yes	No	No

ストリーム暗号

ストリーム暗号の実装を比較する。ストリーム暗号は、擬似乱数暗号の文字列と結合した平文文字列を使用する。ストリーム暗号は通常、ブロック暗号より高速でハードウェアの複雑さは減るが、攻撃の影響を受けやすくなる。

実装	RC4	HC-256	Rabbit	Salsa20	ChaCha	SEAL	Panama	WAKE	Grain	VMPC	ISAAC
Bouncy Castle	Yes	Yes	No	Yes	Yes	No	No	No	Yes	Yes	Yes
CryptoComply	Yes	Yes	No	Yes	Yes	No	No	No	Yes	Yes	Yes
cryptlib	Yes	No	No	No	No	No	No	No	No	No	No
Crypto++	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	No	No
Libgcrypt	Yes	No	No	Yes	Yes	No	No	No	No	No	No
libsodium	No	No	No	Yes	Yes	No	No	No	No	No	No
OpenSSL	Yes	No	No	No	Yes	No	No	No	No	No	No
wolfCrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	No	No	No	No	No

ハードウェアによるサポート

ハードウェア暗号の使用可否を比較する。特定のハードウェアを利用できる場合、ライブラリは高速化、および/またはセキュリティを向上させることができる。

Smartcard, SIM と HSM プロトコルサポート

実装	PKCS #11	PC/SC	CCID
Bouncy Castle	Yes ^{[注釈 1]}
CryptoComply	Yes
cryptlib	Yes
Crypto++	No
Libgcrypt	Yes ^[10]	Yes ^[11]	Yes ^[11]
libsodium	No
OpenSSL
wolfCrypt	Yes

^ PKCS＃11プロバイダ、または基本操作へのアクセスを提供するオペレータインターフェイスの実装を使用。

汎用 CPU / プラットフォームアクセラレーションサポート

実装	AES-NI	SSSE3 / SSE4.1	AVX / AVX2	RdRand	VIA PadLock	Intel QuickAssist	AltiVec^{[注釈 1]}	ARMv7-A NEON	ARMv8-A
CryptoComply	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No		Yes	Yes
cryptlib	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No			No
Crypto++	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes^{[注釈 2]}	No	Yes	Yes	Yes
Libgcrypt^[12]	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	No	Yes	Yes
libsodium	Yes	Yes	Yes		No	No			No
OpenSSL	Yes	Yes	Yes	Yes^{[注釈 3]}	Yes	No	Yes	Yes	Yes
wolfCrypt	Yes		Yes	Yes	No	Yes^[13]			Yes^[14]

^ AltiVecには、POWER4からPOWER8までのSIMD処理が含まれる。POWER8は、SSEやARMv8.1に似たAESアクセラレータ、SHA、PMULを提供するメモリー内暗号化を追加。
^ Crypto ++は、Padlock乱数ジェネレータへのアクセスを提供。 AESアクセラレータのような他の機能は提供されていない。
^ OpenSSL RDRANDのサポートは、ENGINEインターフェースを介して提供される。 RDRANDジェネレータはデフォルトでは使用されていない。

マイクロコントローラ暗号化アクセラレータサポート

実装	STM32F2	STM32F4	Cavium NITROX	Freescale CAU/mmCAU	Microchip PIC32MZ	Atmel ATECC508A	TI TivaC Series	CubeMX	Nordic nRF51
wolfCrypt	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes^[15]	Yes^[16]	Yes	Yes

コードサイズとコードコメント比率

実装	ソースコードサイズ (kSLOC = 1000行のソースコード)	コメント行に対するコードの割合
Bouncy Castle	1359^[17]	5.26^[17]
cryptlib	241	2.66
Crypto++	115^[18]	5.74^[18]
Libgcrypt	216^[19]	6.27^[19]
libsodium	44^[20]	21.92^[20]
OpenSSL	472^[21]	4.41^[21]
wolfCrypt	39	5.69

移植性

実装	サポートOS	スレッドセーフ
Bouncy Castle	General Java API: J2ME, Java Runtime Environment 1.1+, Android. Java FIPS API: Java Runtime 1.5+, Android. C# API (General & FIPS): CLR 4.
CryptoComply	Linux (RHEL, CentOS, Debian, Ubuntu, etc.), Windows, iOS, Android, FreeBSD, macOS, Solaris, Java Runtime Environment	Yes
cryptlib	AMX, ARINC 653, BeOS, ChorusOS, CMSIS-RTOS/mbed-rtos, DOS, DOS32, eCOS, embOS, FreeRTOS/OpenRTOS, uItron, MQX, MVS, Nucleus, OS/2, Palm OS, QNX Neutrino, RTEMS, SMX, Tandem NonStop, Telit, ThreadX, uC/OS II, Unix (AIX, FreeBSD, HP-UX, Linux, macOS, Solaris, etc.), VDK, VM/CMS, VxWorks, Win16, Win32, Win64, WinCE/Pocket PC/etc, XMK	Yes
Crypto++	Unix (AIX, OpenBSD, Linux, MacOS, Solaris, etc.), Win32, Win64, Android, iOS, ARM	Yes^{[注釈 1]}
Libgcrypt	All 32 and 64 bit Unix Systems (GNU/Linux, FreeBSD, NetBSD, macOS etc.), Win32, Win64, WinCE 他	Yes^[22]
libsodium	macOS, Linux, OpenBSD, NetBSD, FreeBSD, DragonflyBSD, Android, iOS, 32 and 64-bit Windows (Visual Studio, MinGW, C++ Builder), NativeClient, QNX, JavaScript, AIX, MINIX, Solaris	Yes
OpenSSL	Solaris, IRIX, HP-UX, MPE/iX, Tru64, Linux, Android, BSD (OpenBSD, NetBSD, FreeBSD, DragonflyBSD), NextSTEP, QNX, UnixWare, SCO, AIX, 32 and 64-bit Windows (Visual Studio, MinGW, UWIN, CygWin), UEFI, macOS (Darwin), iOS, HURD, VxWorks, uClinux, VMS, DJGPP (DOS), Haiku	Yes
wolfCrypt	Win32/64, Linux, macOS, Solaris, ThreadX, VxWorks, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, embedded Linux, WinCE, Haiku, OpenWRT, iPhone (iOS), Android, Nintendo Wii and Gamecube through DevKitPro, QNX, MontaVista, NonStop, TRON/ITRON/µITRON, Micrium's µC/OS, FreeRTOS, SafeRTOS, Freescale MQX, Nucleus, TinyOS, HP-UX, 非OS	Yes

^ Crypto ++はオブジェクトレベルでスレッドセーフである。インスタンス間で共有データはない。2つの異なるスレッドが同じオブジェクトにアクセスする場合、ロックはユーザーが行う必要がある。

参考文献

^ Validated FIPS 140 Cryptographic Modules, NIST.gov, retrieved 2015-12-22
^ “GnuTLS help mailing list” (2024年3月20日). 2024年6月17日閲覧。
^ Downloading and installing NaCl, Bernstein, Lange, Schwabe, retrieved 2017-05-22
^ “FIPS”. Mozilla Foundation (2012年2月1日). 2013年5月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年5月17日閲覧。
^ ^a ^b “Release notes for recent versions of NSS” (2021年5月13日). 2021年7月18日閲覧。
^ “OpenSSL: Newslog”. 2024年10月24日閲覧。
^ “wolfSSL ChangeLog”. 2022年9月5日閲覧。
^ Bouncy Castle Specifications, bouncycastle.org, retrieved 2018-04-10
^ cryptlib Encryption Toolkit, Peter Gutmann, retrieved 2015-11-28
^ With Scute, scute.org
^ ^a ^b With GnuPG's SCdaemon & gpg-agent, gnupg.org
^ hwfeatures.c, git.gnupg.org
^ https://www.wolfssl.com/wolfSSL/Blog/Entries/2017/1/18_wolfSSL_Asynchronous_Intel_QuickAssist_Support.html
^ https://www.wolfssl.com/wolfSSL/Blog/Entries/2016/10/13_wolfSSL_ARMv8_Support.html
^ https://www.wolfssl.com/wolfSSL/wolfssl-atmel.html
^ http://processors.wiki.ti.com/index.php/Using_wolfSSL_with_TI-RTOS
^ ^a ^b Language Analysis of Bouncy Castle, OpenHub.net, retrieved 2015-12-23
^ ^a ^b Language Analysis of Crypto++, OpenHub.net, retrieved 2018-07-18
^ ^a ^b Language Analysis of Libgcrypt, OpenHub.net, retrieved 2015-12-23
^ ^a ^b Language Analysis of libsodium, OpenHub.net, retrieved 2017-05-07
^ ^a ^b Language Analysis of OpenSSL, OpenHub.net, retrieved 2017-05-07
^ GnuPG documentation: Libgcrypt overview - thread safety, GnuPG.org, retrieved 2016-04-16

外部リンク

Crypto++ project, https://cryptopp.com/
OpenSSL libraries libssl and libcrypto, https://wiki.openssl.org/index.php/Libcrypto_API
SafeLogic's CryptoComply family of cryptographic libraries, https://www.SafeLogic.com
wolfSSL embedded crypto libraries, https://wolfssl.com/wolfSSL/Products-wolfcrypt.html

[actual-cryptlib-not-validated-2] 実際のcryptlibはFIPS 140検証されていないが、第三者の独自の商用製品の一部として使われたcryptlibが検証されている。

[cryptopp-fips-3] Crypto ++は2003年から2008年の3回のFIPS 140検証を受けた。2016年にNISTはCrypto ++をHistorical Validation Listに移行。このによりFIPS検証が取り消され、連邦政府機関は検証された暗号としてはこのモジュールを使用することができなくなっている。

[libgcrypt-keygen-12] 下位レベルのインターフェイス使用による。

[cryptopp-standards-14] ライブラリは、デフォルトでPEMなしでX.509およびPKCS＃8エンコーディングを提供。公開鍵と秘密鍵のPEMエンコーディングでは、PEM Packが必要。

[libgcrypt-standards-15] Public Key Cryptographic Standards（PKCS）は、実際のlibgcryptライブラリではないが、GnuPGフレームワークの一部でもある付随するライブラリとツールでサポートされている。

[cryptopp-gost-20] Crypto ++は、1990年代からGOSTの64ビット版を提供。2015年からGOSTの128ビット版は提供していない。

[nacl-aes-21] sodiumはAES-256のみを提供。AES-128、AES-192は提供していない。

[bcpkcs11-24] PKCS＃11プロバイダ、または基本操作へのアクセスを提供するオペレータインターフェイスの実装を使用。

[altivec-arch-28] AltiVecには、POWER4からPOWER8までのSIMD処理が含まれる。POWER8は、SSEやARMv8.1に似たAESアクセラレータ、SHA、PMULを提供するメモリー内暗号化を追加。

[cryptopp-padlock-29] Crypto ++は、Padlock乱数ジェネレータへのアクセスを提供。 AESアクセラレータのような他の機能は提供されていない。

[openssl-rdrand-31] OpenSSL RDRANDのサポートは、ENGINEインターフェースを介して提供される。 RDRANDジェネレータはデフォルトでは使用されていない。

[cryptopp-threading-44] Crypto ++はオブジェクトレベルでスレッドセーフである。インスタンス間で共有データはない。2つの異なるスレッドが同じオブジェクトにアクセスする場合、ロックはユーザーが行う必要がある。

[NIST-1] Validated FIPS 140 Cryptographic Modules, NIST.gov, retrieved 2015-12-22

[release-news-4] “GnuTLS help mailing list” (2024年3月20日). 2024年6月17日閲覧。

[5] Downloading and installing NaCl, Bernstein, Lange, Schwabe, retrieved 2017-05-22

[moz_fips-6] “FIPS”. Mozilla Foundation (2012年2月1日). 2013年5月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年5月17日閲覧。

[release-note-7] “Release notes for recent versions of NSS” (2021年5月13日). 2021年7月18日閲覧。

[release_stable-8] “OpenSSL: Newslog”. 2024年10月24日閲覧。

[9] “wolfSSL ChangeLog”. 2022年9月5日閲覧。

[18] Bouncy Castle Specifications, bouncycastle.org, retrieved 2018-04-10

[19] ryptlib Encryption Toolkit, Peter Gutmann, retrieved 2015-11-28

[25] With Scute, scute.org

[#1-26] With GnuPG's SCdaemon & gpg-agent, gnupg.org

[30] wfeatures.c, git.gnupg.org

[32] ttps://www.wolfssl.com/wolfSSL/Blog/Entries/2017/1/18_wolfSSL_Asynchronous_Intel_QuickAssist_Support.html

[33] ttps://www.wolfssl.com/wolfSSL/Blog/Entries/2016/10/13_wolfSSL_ARMv8_Support.html

[37] ttps://www.wolfssl.com/wolfSSL/wolfssl-atmel.html

[38] ttp://processors.wiki.ti.com/index.php/Using_wolfSSL_with_TI-RTOS

[OpenHub_language-analysis_BouncyCastle-39] Language Analysis of Bouncy Castle, OpenHub.net, retrieved 2015-12-23

[OpenHub_language-analysis_Cryptopp-40] Language Analysis of Crypto++, OpenHub.net, retrieved 2018-07-18

[OpenHub_language-analysis_Libgcrypt-41] Language Analysis of Libgcrypt, OpenHub.net, retrieved 2015-12-23

[OpenHub_language-analysis_libsodium-42] Language Analysis of libsodium, OpenHub.net, retrieved 2017-05-07

[OpenHub_language-analysis_OpenSSL-43] Language Analysis of OpenSSL, OpenHub.net, retrieved 2017-05-07

[Libgcrypt_thread-safety-45] GnuPG documentation: Libgcrypt overview - thread safety, GnuPG.org, retrieved 2016-04-16

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