MoRF

MoRF 是一种在具有小 MTU 的有损数据包链路上的相互认证加密通信协议，例如 LoRa。受 Noise 启发。

• no_std 兼容，不进行动态内存分配
• 最小支持的 MTU：49 字节，数据包开销：19 字节
• 原语：X25519 + BLAKE3 + ChaCha20-Poly1305
• 隐藏身份，前向保密，重放保护

握手

为了建立加密会话，客户端向服务器发起握手以交换密钥。双方都需要事先了解彼此的公钥。

符号表示法

• $CE_{pub}$, $CE_{sec}$: 客户端临时 X25519 公钥/私钥
• $SE_{pub}$, $SE_{sec}$: 服务器临时 X25519 公钥/私钥
• $CS_{pub}$, $CS_{sec}$: 客户端静态 X25519 公钥/私钥
• $SS_{pub}$, $SS_{sec}$: 服务器静态 X25519 公钥/私钥
• $X25519(secret, public)$: X25519 Diffie-Hellman 密钥交换
• $ChaCha20(key, payload)$: 将从 $key$ 生成的 (未认证) ChaCha20 密钥流应用于 $payload$
• $Mac(key, payload)$: 将 $key$ 应用于 $payload$ 的 BLAKE3 密钥哈希，并将输出截断为前 16 个字节。
• $DeriveKey(key, info)$: 使用 BLAKE3 作为 KDF 并将 $info$ 作为信息字符串从 $key$ 提取 32 字节子密钥
• $Hash(payload)$: 计算 $payload$ 的 BLAKE3 哈希，并将输出截断为前 16 个字节。
• $InitialEncryptionKeyInfo$: 字符串 initial_encryption_key
• $ServerEphemeralPublicKeyMacKeyInfo$: 字符串 server_ephemeral_public_key_mac_key

数据包 1：客户端到服务器（49 字节）

设 $InitialKey = DeriveKey(X25519(CE_{sec}, SS_{pub}), InitialEncryptionKeyInfo)$。

数据包 2：服务器到客户端（49 字节）

根据提供的哈希值查找客户端静态公钥 $CS_{pub}$。

设 $ServerSepkMacKey = DeriveKey(X25519(SS_{sec}, CE_{pub}), ServerEphemeralPublicKeyMacKeyInfo)$。

设 $ServerSessionKey = Concat(X25519(SE_{sec}, CS_{pub}), X25519(SE_{sec}, CE_{pub}))$。

完成（客户端）

设 $ClientSepkMacKey = DeriveKey(X25519(CE_{sec}, SS_{pub}), ServerEphemeralPublicKeyMacKeyInfo)$。

检查

$Mac(ClientSepkMacKey, Packet2[1:33]) == Packet2[33:49]$

设 $ClientSessionKey = Concat(X25519(CS_{sec}, SE_{pub}), X25519(CE_{sec}, SE_{pub}))$。