Иерархия ключей
Криптографическая модель Пассворка построена на иерархии ключей, где каждый уровень защищает следующий.
Обзор иерархии
Мастер-пароль
↓ (PBKDF2)
Мастер-ключ пользователя
↓ (AES-256-CBC)
Приватный RSA-ключ
↓ (RSA-OAEP)
Ключ сейфа
↓ (AES-256-CBC)
Ключ записи
↓ (AES-256-CBC)
├── Данные записи
└── Ключи вложений
↓ (AES-256-CBC)
Содержимое файлов
Полная схема ключей
Уровень 0: Вход пользователя
Пользователь вводит мастер-пароль. С сервера получается соль (20 символов). На клиенте выполняется PBKDF2 (300 000 итераций, SHA-256).
Уровень 1: Мастер-ключ пользователя
Результат PBKDF2 — мастер-ключ (512 бит). Он используется для двух целей:
- Вычисление SHA-256 хеша для отправки на сервер (проверка правильности пароля)
- Расшифровка приватного RSA-ключа пользователя (AES-256-CBC)
Уровень 2: RSA-ключи
Приватный RSA-ключ (2048 бит) хранится на сервере в зашифрованном виде. Публичный RSA-ключ хранится открыто. Приватный ключ используется для расшифровки ключей сейфов (RSA-OAEP).
Уровень 3: Ключ сейфа
Ключ сейфа (256 бит) хранится отдельной копией для каждого пользователя с доступом. Каждая копия зашифрована публичным RSA-ключом соответствующего пользователя.
Уровень 4: Ключ записи
Ключ записи (256 бит) зашифрован ключом сейфа. Он используется для шифрования: поля пароля, дополнительных полей, TOTP-секрета, ключей вложений.
Уровень 5: Ключи вложений
Каждый файл имеет свой ключ вложения (256 бит). Ключ вложения зашифрован ключом записи. Содержимое файла зашифровано ключом вложения.
Альтернативная ветвь (раздел «Входящие»)
Когда запись передаётся напрямую пользователю (минуя сейф), ключ записи шифруется публичным RSA-ключом получателя напрямую.
Детальное описание ключей
Уровень 0: Мастер-пароль
Мастер-пароль — секрет, известный только пользователю.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Минимальная длина | 12 символов |
| Хранение | Никогда не хранится |
| Передача | Никогда не передаётся на сервер |
| Использование | Ввод при каждом входе (или восстановление из localStorage) |
Уровень 1: Мастер-ключ пользователя
Мастер-ключ получается из мастер-пароля с помощью PBKDF2.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Алгоритм | PBKDF2 |
| Хеш-функция | SHA-256 |
| Итерации | 300 000 |
| Длина ключа | 512 бит |
| Соль | 20 символов, уникальная для пользователя |
| Алфавит соли | A-Z, a-z, 0-9, @, ! (64 символа) |
| Библиотека | pbkdf2 (npm) |
Формула:
Мастер-ключ = PBKDF2(мастер-пароль, соль, 300000, 64, SHA-256)
Использование мастер-ключа:
- Расшифровка приватного RSA-ключа пользователя (AES-256-CBC)
- Вычисление хеша для проверки на сервере (SHA-256)
Уровень 2: RSA-ключи пользователя
Асимметричная пара ключей для безопасного обмена симметричными ключами.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Алгоритм | RSA-OAEP |
| Длина модуля | 2048 бит |
| Публичная экспонента | 65537 (0x010001) |
| Хеш-функция | SHA-256 |
| Формат хранения | PEM (PKCS#8 для приватного, SPKI для публичного) |
| Библиотека | WebCrypto API (crypto.subtle) |
Публичный ключ:
- Хранится на сервере в открытом виде
- Используется для шифров ания ключей сейфов при предоставлении доступа
Приватный ключ:
- Хранится на сервере в зашифрованном виде
- Зашифрован мастер-ключом пользователя (AES-256-CBC)
- Расшифровывается локально после ввода мастер-пароля
Генерация RSA-ключей: WebCrypto API генерирует пару ключей. Публичный ключ сразу отправляется на сервер. Приватный ключ шифруется мастер-ключом через AES-256-CBC и в зашифрованном виде отправляется на сервер.
Уровень 3: Ключ сейфа
Ключ сейфа — симметричный ключ для защиты всех записей внутри сейфа.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Тип | Симметричный (AES-256-CBC) |
| Длина | 100 символов |
| Алфавит | A-Z, a-z, 0-9, @, ! (64 символа) |
| Входная энтропия | ~596 бит |
| Эффективный ключ | 256 бит (для AES-256) |
| Генерация | На клиенте при создании сейфа |
| Генератор | crypto.getRandomValues() (CSPRNG браузера) |
Преобразование ключа: 100-символьная строка преобразуется в 256-битный ключ AES через функцию вывода ключа (KDF). При шифровании генерируется случайная 64-битная соль, которая вместе с исходным ключом используется для получения финального 256-битного ключа. Соль сохраняется вместе с шифротекстом.
Хранение: для каждого пользователя с доступом создаётся отдельная копия ключа сейфа. Каждая копия зашифрована публичным RSA-ключом соответствующего пользователя (RSA-OAEP). Все копии хранятся на сервере. Каждый пользователь может расшифровать только свою копию своим приватным RSA-ключом.
Уровень 4: Ключ записи
Ключ записи — уникальный ключ для шифрования содержимого одной записи. Генерируется индивидуально для каждой записи.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Тип | Симметричный |
| Длина | 100 символов |
| Алфавит | A-Z, a-z, 0-9, @, ! (64 символ а) |
| Входная энтропия | ~596 бит |
| Эффективный ключ | 256 бит (для AES-256) |
| Генерация | На клиенте при создании записи |
| Генератор | crypto.getRandomValues() (CSPRNG браузера) |
| Хранение | Зашифрован ключом сейфа (AES-256-CBC) |
Преобразование ключа: 100-символьная строка преобразуется в 256-битный ключ AES через функцию вывода ключа (KDF). При шифровании генерируется случайная 64-битная соль, которая вместе с исходным ключом используется для получения финального 256-битного ключа. Соль сохраняется вместе с шифротекстом.
- Унификация — единый формат для всех симметричных ключей (сейф, запись, вложение)
- Избыточная энтропия — 596 бит входных данных обеспечивают максимальную стойкость 256-битного выходного ключа.
- Запас на будущее — при переходе на более длинные ключи не потребуется изменять генераторы.
- Защита от коллизий — вероятность совпадения ключей практически нулевая
Что шифруется ключом записи (AES-256-CBC):
- Поле «Пароль»
- Все дополнительные поля (имя, значение, тип)
- TOTP-секрет
- Ключи вложений
- Редакции записей (предыдущие значения)
Вектор инициализации (IV): Автоматически генерируется уникальный 128-битный IV для каждой операции шифрования. IV включается в результат шифрования.
Альтернативный путь (раздел «Входящие»): когда запись передаётся напрямую пользователю (без добавления в сейф), ключ записи шифруется публичным RSA-ключом получателя.
Уровень 5: Ключ вложения
Ключ вложения — уникальный ключ для шифрования одного файла.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Тип | Симметричный |
| Длина | 100 символов |
| Алфавит | A-Z, a-z, 0-9, @, ! (64 символа) |
| Входная энтропия | ~596 бит |
| Эффективный ключ | 256 бит (для AES-256) |
| Генерация | На клиенте при загрузке файла |
| Генератор | crypto.getRandomValues() (CSPRNG браузера) |
| Хранение | Зашифрован ключом записи (AES-256-CBC) |
Преобразование ключа: аналогично ключу сейфа и ключу записи, 100-символьная строка преобразуется в 256-битный ключ AES через KDF с 64-битной солью.
Процесс шифрования файла:
- Генерируется случайный ключ вложения (256 бит)
- Файл шифруется этим ключом (AES-256-CBC)
- Ключ вложения шифруется ключом записи
- Оба зашифрованных объекта отправляются на сервер
Цепочка расшифровки
Последовательность расшифровки при доступе к записи:
- Пользователь вводит мастер-пароль
- Клиент запрашивает соль и параметры PBKDF2 с сервера
- Клиент вычисляет мастер-ключ:
PBKDF2(пароль, соль, 300000, 64, SHA-256) - Клиент вычисляет хеш:
SHA-256(мастер-ключ) - Клиент отправляет хеш на сервер для проверки
- Сервер проверяет хеш и возвращает зашифрованный приватный RSA-ключ
- Клиент расшифровывает RSA-ключ мастер-ключом (AES-256-CBC)
- Клиент запрашивает данные сейфа
- Сервер возвращает зашифрованный ключ сейфа и записи
- Клиент расшифровывает ключ сейфа приватным RSA-ключом (WebCrypto RSA-OAEP)
- Клиент расшифровывает ключ записи ключом сейфа (AES-256-CBC)
- Клиент расшифровывает поля записи ключом записи (AES-256-CBC)
- (При необходимости) Клиент расшифровывает ключ вложения → расшифровывает файл
Таблица характеристик ключей
| Ключ | Алгоритм | Длина | Энтропия | Где генерируется | Где хранится |
|---|---|---|---|---|---|
| Мастер-пароль | — | ≥12 символов | Зависит от пользователя | Пользователь | Нигде |
| Соль PBKDF2 | — | 20 символов | ~120 бит | Сервер | Сервер (открыто) |
| Мастер-ключ | PBKDF2-SHA256 | 512 бит | 512 бит | Клиент | Нигде (в памяти) |
| RSA публичный | RSA-OAEP | 2048 бит | — | Клиент | Сервер (открыто) |
| RSA приватный | RSA-OAEP | 2048 бит | — | Клиент | Сервер (зашифрован) |
| Ключ сейфа | AES-256-CBC | 100 символов → 256 бит | ~596 бит вход | Клиент | Сервер (зашифрован RSA) |
| Ключ записи | AES-256-CBC | 100 символов → 256 бит | ~596 бит вход | Клиент | Сервер (зашифрован) |
| Ключ вложения | AES-256-CBC | 100 символов → 256 бит | ~596 бит вход | Клиент | Сервер (зашифрован) |
| Серверный ключ | AES-256-CFB | 256 бит | 256 бит | Сервер | Файл на сервере |
Принципы безопасности иерархии
Изоляция уровней
Компрометация ключа на одном уровне не раскрывает ключи других уровней:
- Утечка ключа записи не раскрывает другие записи
- Утечка ключа сейфа не раскрывает записи других сейфов
- Утечка приватного RSA-ключа требует знания мастер-ключа
Минимизация хранения
- Мастер-пароль и мастер-ключ не хранятся постоянно
- Приватный RSA-ключ хранится только в зашифрованном виде
- Ключи записей и вложений хранятся только в зашифрованном виде
Уникальность ключей
- Каждый пользователь имеет уникальную пару RSA-ключей
- Каждый сейф имеет уникальный ключ
- Каждая запись имеет уникальный ключ
- Каждое вложение имеет уникальный ключ
Zero Knowledge
Сервер хранит только:
- Зашифрованные данные
- Зашифрованные ключи
- Публичные ключи
- Хеши для проверки (не позволяющие восстановить секрет)
Сервер не имеет возможности расшифровать пользовательские данные.