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在 Apple 平台用 CryptoKit 做 Swift…

一句话：在 Apple 平台用 Swift 实现哈希、HMAC、AES-GCM/ChaChaPoly、签名、ECDH、HPKE、后量子与 Secure Enclave 加密功能时，按可用性和安全清单落地。

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GDI C 38/100

进化评分（GDI）

综合排序依据 —— 四个维度的加权结果，让你看出「为什么这条排在前面」

内在质量 55/100 ×0.35
使用度 0/100 ×0.30
口碑 50/100 ×0.20
新鲜度 60/100 ×0.15

适用场景

在 Apple 平台用 CryptoKi特定

解决思路

  1. 对 iOS 13+ 的哈希使用 SHA256/SHA384/SHA512；对 SHA3_256/SHA3_384/SHA3_512 仅在 iOS 26+ 使用，并让它们都遵循 HashFunction。
  2. 一次性哈希：import CryptoKit，调用 SHA256.hash(data: data)，用 digest.compactMap { String(format: "%02x", $0) }.joined() 转十六进制。
  3. SHA-3 用 #available(iOS 26.0, *) 包住 SHA3_256.hash(data: data)，除非部署目标是 iOS 26+。
  4. 大文件或流式输入用增量哈希：var hasher = SHA256(); hasher.update(data: chunk1); hasher.update(data: chunk2); let digest = hasher.finalize()。
  5. 安全敏感比较直接比较 CryptoKit digest 值（expected == actual），不要先把 digest 转成字符串或数组再比较。
  6. 协议需要带密钥的消息认证时使用 HMAC；用 isValidAuthenticationCode 验证，不要自己比较序列化值。
  7. 计算认证码：let key = SymmetricKey(size: .bits256); let mac = HMAC<SHA256>.authenticationCode(for: data, using: key)。
  8. 验证认证码：let isValid = HMAC<SHA256>.isValidAuthenticationCode(mac, authenticating: data, using: key)。
  9. 增量 HMAC：var hmac = HMAC<SHA256>(key: key); hmac.update(data: chunk1); hmac.update(data: chunk2); let mac = hmac.finalize()。
  10. 对称加密优先使用 CryptoKit 提供的 AES-GCM 或 ChaChaPoly；两者都生成包含 nonce、ciphertext、authentication tag 的 sealed box。
  11. AES-GCM 作为默认选择：let sealedBox = try AES.GCM.seal(plaintext, using: key); let ciphertext = sealedBox.combined!; 解密用 AES.GCM.SealedBox(combined:) 和 AES.GCM.open(box, using: key)。
  12. 当 AES 硬件加速不可用，或需要与要求 ChaCha20-Poly1305 的协议（如 TLS、WireGuard）互操作时，使用 ChaChaPoly：ChaChaPoly.seal、ChaChaPoly.SealedBox(combined:)、ChaChaPoly.open。
  13. 需要元数据保持明文但防篡改时，给两种密码都传入 AAD：AES.GCM.seal(plaintext, using: key, authenticating: header)，打开时同样传 authenticating: header。
  14. SymmetricKey 默认用 .bits256 以生成 AES-256-GCM 或 ChaChaPoly 密钥；从已有数据创建时用 SymmetricKey(data: existingKeyData)。
  15. 公钥签名支持 NIST 曲线 P256/P384/P521 上的 ECDSA，以及 Curve25519 上的 Ed25519。
  16. NIST 曲线签名：let signingKey = P256.Signing.PrivateKey(); let signature = try signingKey.signature(for: data); 用 publicKey.isValidSignature(signature, for: data) 验证；P384/P521 替换曲线名即可。
  17. NIST 密钥可序列化为 DER、PEM、X9.63 和 raw；具体示例见 references/cryptokit-patterns.md。
  18. Curve25519/Ed25519 签名：let signingKey = Curve25519.Signing.PrivateKey(); let signature = try signingKey.signature(for: data); 用 publicKey.isValidSignature(signature, for: data) 验证。
  19. Curve25519 密钥只用 rawRepresentation，不支持 DER/PEM/X9.63。
  20. 曲线选择：默认 P256；需要更高安全要求用 P384；需要最高 NIST 安全级别用 P521；需要与 Ed25519 协议互操作或追求简单快速 API 用 Curve25519；注意 Curve25519 无 Secure Enclave 支持。
  21. 密钥协商：两方用 ECDH 从公私钥对派生共享对称密钥。P256 示例：aliceKey.sharedSecretFromKeyAgreement(with: bobKey.publicKey)；Bob 用自己的私钥和 Alice 公钥计算同一个 sharedSecret。
  22. 用 HKDF 从 SharedSecret 派生对称密钥：sharedSecret.hkdfDerivedSymmetricKey(using: SHA256.self, salt: Data("salt".utf8), sharedInfo: Data("my-app-v1".utf8), outputByteCount: 32)。
  23. Curve25519 ECDH：Curve25519.KeyAgreement.PrivateKey() 和 sharedSecretFromKeyAgreement，再用 hkdfDerivedSymmetricKey(using: SHA256.self, salt: Data(), sharedInfo: Data("context".utf8), outputByteCount: 32)。
  24. SharedSecret 不能直接当 SymmetricKey；优先用 hkdfDerivedSymmetricKey（HKDF RFC 5869），需要与 X9.63 系统互操作时用 x963DerivedSymmetricKey。
  25. 始终提供非空且与具体协议上下文绑定的 sharedInfo 字符串。
  26. iOS 17+ 需要向接收方公钥加密时使用 HPKE；优先用 HPKE，而不是手写 ECDH + HKDF + AEAD。
  27. HPKE 发送方：定义 info = Data("my-protocol-v1".utf8)，用 HPKE.Sender(recipientKey: recipientKey.publicKey, ciphersuite: .Curve25519_SHA256_ChachaPoly, info: info)；取 sender.encapsulatedKey；用 sender.seal(plaintext, authenticating: Data("metadata".utf8)) 加密。
  28. HPKE 接收方：用 HPKE.Recipient(privateKey: recipientKey, ciphersuite: .Curve25519_SHA256_ChachaPoly, info: info, encapsulatedKey: encapsulatedKey) 解密。
  29. HPKE.Sender 和 HPKE.Recipient 是有状态的；保持为 var，把 encapsulatedKey 随密文发送，并按 seal 的相同顺序 open 消息；ciphersuite 选择和后量子 HPKE 见 references/cryptokit-patterns.md。
  30. iOS 26+ 使用后量子 API：密钥封装用 MLKEM768、MLKEM1024；混合 HPKE 用 XWingMLKEM768X25519 和 .XWingMLKEM768X25519_SHA256_AES_GCM_256；数字签名用 MLDSA65、MLDSA87。
  31. iOS 26+ 支持 Secure Enclave 变体：SecureEnclave.MLKEM768、SecureEnclave.MLKEM1024、SecureEnclave.MLDSA65、SecureEnclave.MLDSA87。
  32. 迁移时若同时需要经典和抗量子安全性，使用混合机制；并为比 P256/Curve25519 大得多的公钥、密文和签名预留空间。
  33. Secure Enclave 提供硬件支持密钥存储，私钥永不离开硬件；经典椭圆曲线 CryptoKit 支持 P256 签名和密钥协商；iOS 26+ 支持硬件上暴露 Secure Enclave ML-KEM 密钥封装和 ML-DSA 签名类型。
  34. 使用 Secure Enclave 前检查：guard SecureEnclave.isAvailable else { /* 回退到软件密钥 */ return }。
  35. 创建 Secure Enclave 签名密钥：let privateKey = try SecureEnclave.P256.Signing.PrivateKey(); 其 publicKey 是标准 P256.Signing.PublicKey；用 privateKey.signature(for: data) 签名，用 publicKey.isValidSignature(signature, for: data) 验证。
  36. 需要生物识别或密码门控时，用 SecAccessControl 配合 .privateKeyUsage；详细 Keychain 策略留在 swift-security 领域处理。
  37. 持久化 Secure Enclave 密钥：导出 privateKey.dataRepresentation 得到仅同一设备 Secure Enclave 可恢复的加密 blob，存入 Keychain；用 SecureEnclave.P256.Signing.PrivateKey(dataRepresentation: blob) 恢复。
  38. Secure Enclave 密钥协商：let seKey = try SecureEnclave.P256.KeyAgreement.PrivateKey(); let sharedSecret = try seKey.sharedSecretFromKeyAgreement(with: peerPublicKey)。
  39. 不要把 SharedSecret 直接当密钥用；必须用 HKDF 派生：sharedSecret.hkdfDerivedSymmetricKey(using: SHA256.self, salt: salt, sharedInfo: info, outputByteCount: 32)。
  40. 不要复用 nonce 或硬编码 nonce；不要手动构造 AES.GCM.Nonce(data: Data(repeating: 0, count: 12))；让 CryptoKit 默认生成随机 nonce：try AES.GCM.seal(data, using: key)。
  41. 不要忽略认证标签验证；不要手动剥离 tag 再解密；始终用 AES.GCM.open() 或 ChaChaPoly.open()，它们会自动验证 tag。
  42. 不要用 MD5/SHA1 做安全用途；Insecure.MD5 和 Insecure.SHA1 只用于遗留兼容（校验和验证、协议互操作）；新安全敏感操作用 SHA256 或更强。
  43. 不要把对称密钥存 UserDefaults；应存 Keychain；Keychain 存储模式见 references/cryptokit-patterns.md。
  44. 不要不检查 Secure Enclave 可用性就创建 SecureEnclave.P256.Signing.PrivateKey()，否则模拟器或不支持硬件会崩溃；先 guard SecureEnclave.isAvailable。
  45. 审查时确认使用 CryptoKit，而不是 CommonCrypto 或原始 Security framework。
  46. 审查时确认哈希使用 SHA256+，安全用途无 MD5/SHA1。
  47. 审查时确认 HMAC 验证用 isValidAuthenticationCode（常量时间）。
  48. 审查时确认对称加密用 AES-GCM 或 ChaChaPoly，密钥 256-bit。
  49. 审查时确认 nonce 随机（默认），没有硬编码或复用。
  50. 审查时确认需要完整性保护的元数据使用 AAD。
  51. 审查时确认 SharedSecret 通过 HKDF 派生，不直接使用。
  52. 审查时确认 sharedInfo 非空且上下文特定。
  53. 审查时确认 iOS 17+ 对接收方公钥加密使用 HPKE，而非自定义 ECDH+HKDF+AEAD。
  54. 审查时确认 SHA-3 和后量子 API 用 iOS 26+ 可用性保护。
  55. 审查时确认使用 Secure Enclave 前检查可用性。
  56. 审查时确认 Secure Enclave 密钥 dataRepresentation 存在 Keychain。
  57. 审查时确认私钥不必要地不记录、不打印、不序列化。
  58. 审查时确认对称密钥存 Keychain，不存 UserDefaults 或文件。
  59. 审查时确认考虑加密出口合规（ITSAppUsesNonExemptEncryption）。
  60. 扩展模式（密钥序列化、Insecure 模块、Keychain 集成、AES 密钥包装、HPKE）见 references/cryptokit-patterns.md；Apple 文档 CryptoKit、HPKE、量子安全工作流、常见加密操作示例、Storing CryptoKit Keys in the Keychain。

适用边界 · 注意事项