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implementing-aes-encryption-for-data-at-rest

implementing-aes-encryption-for-data-at-rest

github.com/mukul975安全35.2k86 次安装8 周前更新
代码仓库

关于 implementing-aes-encryption-for-data-at-rest

面向安全工程师的静态数据加密实施技能，涵盖 AES-256-GCM 文件加解密、密钥派生、nonce 管理和认证校验。

主要功能

  1. 01使用 AES-256-GCM 加解密文件
  2. 02通过 PBKDF2 或 Argon2 派生密钥
  3. 03安全生成并管理 nonce
  4. 04加密和解密目录树
  5. 05支持大型文件流式处理

适用场景

  1. 01保护静态文件和数据存储
  2. 02为密码派生加密密钥
  3. 03检测密文篡改并验证数据完整性

安装

复制下面的命令，在终端中运行。

$npx skills add https://github.com/mukul975/anthropic-cybersecurity-skills --skill implementing-aes-encryption-for-data-at-rest

安装后在 Claude Code 中输入/implementing-aes-encryption-for-data-at-rest确认已加载。

包含的文件

除 SKILL.md 外，安装时一起下载的参考资料和脚本。

LICENSE
assets/
template.md
references/
api-reference.md
standards.md
workflows.md
scripts/
agent.py
process.py

详细介绍

为静态数据实施 AES 加密

概述

AES（高级加密标准）是由 NIST（FIPS 197）标准化的对称分组密码，用于保护机密和敏感数据。本技能涵盖在 GCM 模式下实施 AES-256 加密，以加密静态文件和数据库，包括正确的密钥派生、IV/nonce 管理以及认证加密。

何时使用

  • 在环境中部署或配置为静态数据实施 AES 加密的能力时
  • 建立符合合规要求的安全控制时
  • 为该领域构建或改进安全架构时
  • 开展需要此实施的安全评估时

前置条件

  • 熟悉密码学概念和工具
  • 可访问测试或实验环境以安全执行
  • 已安装所需依赖的 Python 3.8+
  • 对任何测试活动具备适当授权

目标

  • 为文件实施 AES-256-GCM 加密和解密
  • 使用 PBKDF2 和 Argon2 从密码派生加密密钥
  • 安全管理初始化向量（IV）和 nonce
  • 加密和解密整个目录树
  • 实施认证加密以检测篡改
  • 通过流式加密处理大型文件

关键概念

AES 工作模式
模式认证可并行化使用场景
GCM是（AEAD）是网络数据、文件加密
CBC否仅解密遗留系统、磁盘加密
CTR否是流式加密
CCM是（AEAD）否IoT、受限环境
密钥派生

切勿将原始密码用作加密密钥。始终使用以下方式派生密钥：

  • PBKDF2：NIST 批准，广泛支持（截至 2024 年最少 600,000 次迭代）
  • Argon2id：密码哈希竞赛获胜者，内存硬
  • scrypt：内存硬，Argon2 的良好替代
Nonce/IV 管理
  • GCM 要求 96 位（12 字节）nonce，且绝不能与同一密钥重复使用
  • 使用 os.urandom()（CSPRNG）生成 nonce
  • 将 nonce 与密文一起存储（它不是秘密）

工作流

  1. 安装 cryptography 库：pip install cryptography
  2. 生成或派生加密密钥
  3. 为每次加密操作创建随机 nonce
  4. 使用密钥和 nonce 通过 AES-256-GCM 加密数据
  5. 将 nonce + 密文 + 认证标签一起存储
  6. 解密时，提取 nonce、验证标签并解密

加密文件格式

[salt: 16 bytes][nonce: 12 bytes][ciphertext: variable][tag: 16 bytes]

安全注意事项

  • 始终使用认证加密（GCM、CCM）以防篡改
  • 切勿将 nonce 与同一密钥重复使用（在 GCM 中后果严重）
  • 为长期数据保护使用至少 256 位密钥
  • 尽可能在使用后安全地从内存中擦除密钥
  • 按组织策略定期轮换加密密钥
  • 对于磁盘级加密，考虑 XTS 模式（AES-XTS）

验证标准

  • AES-256-GCM 加密产生有效密文
  • 解密可精确恢复原始明文
  • 认证标签可检测任何密文修改
  • 密钥派生使用足够的迭代次数/参数
  • Nonce 绝不对同一密钥重复使用
  • 大型文件（>1GB）可通过流式处理
  • 加密文件格式包含所有必要元数据

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