the new makeinfo sets the FLOAT_NAME by default.
[gnutls.git] / doc / protocol / draft-ietf-tls-ecc-07.txt
blob48c31d341e8c64896e2f115d10fc7addae45b3af
3 TLS Working Group                                               V. Gupta
4 Internet-Draft                                                  Sun Labs
5 Expires: June 1, 2005                                    S. Blake-Wilson
6                                                                      BCI
7                                                               B. Moeller
8                                       University of California, Berkeley
9                                                                  C. Hawk
10                                                       Corriente Networks
11                                                               N. Bolyard
12                                                                Dec. 2004
15                        ECC Cipher Suites for TLS
16                       <draft-ietf-tls-ecc-07.txt>
18 Status of this Memo
20    This document is an Internet-Draft and is subject to all provisions
21    of section 3 of RFC 3667.  By submitting this Internet-Draft, each
22    author represents that any applicable patent or other IPR claims of
23    which he or she is aware have been or will be disclosed, and any of
24    which he or she become aware will be disclosed, in accordance with
25    RFC 3668.
27    Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
28    Task Force (IETF), its areas, and its working groups.  Note that
29    other groups may also distribute working documents as
30    Internet-Drafts.
32    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
33    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
34    time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
35    material or to cite them other than as "work in progress."
37    The list of current Internet-Drafts can be accessed at
38    http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt.
40    The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
41    http://www.ietf.org/shadow.html.
43    This Internet-Draft will expire on June 1, 2005.
45 Copyright Notice
47    Copyright (C) The Internet Society (2004).
49 Abstract
51    This document describes new key exchange algorithms based on Elliptic
55 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                  [Page 1]
57 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
60    Curve Cryptography (ECC) for the TLS (Transport Layer Security)
61    protocol.  In particular, it specifies the use of Elliptic Curve
62    Diffie-Hellman (ECDH) key agreement in a TLS handshake and the use of
63    Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) as a new
64    authentication mechanism.
66    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
67    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
68    document are to be interpreted as described in RFC 2119 [1].
70    Please send comments on this document to the TLS mailing list.
72 Table of Contents
74    1.   Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   3
75    2.   Key Exchange Algorithms  . . . . . . . . . . . . . . . . . .   5
76      2.1  ECDH_ECDSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   7
77      2.2  ECDHE_ECDSA  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   7
78      2.3  ECDH_RSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   7
79      2.4  ECDHE_RSA  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   8
80      2.5  ECDH_anon  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   8
81    3.   Client Authentication  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   9
82      3.1  ECDSA_sign . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   9
83      3.2  ECDSA_fixed_ECDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10
84      3.3  RSA_fixed_ECDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10
85    4.   TLS Extensions for ECC . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11
86    5.   Data Structures and Computations . . . . . . . . . . . . . .  12
87      5.1  Client Hello Extensions  . . . . . . . . . . . . . . . . .  12
88      5.2  Server Hello Extensions  . . . . . . . . . . . . . . . . .  15
89      5.3  Server Certificate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16
90      5.4  Server Key Exchange  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17
91      5.5  Certificate Request  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20
92      5.6  Client Certificate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21
93      5.7  Client Key Exchange  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  22
94      5.8  Certificate Verify . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23
95      5.9  Elliptic Curve Certificates  . . . . . . . . . . . . . . .  25
96      5.10   ECDH, ECDSA and RSA Computations . . . . . . . . . . . .  25
97    6.   Cipher Suites  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26
98    7.   Security Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28
99    8.   Acknowledgments  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29
100    9.   References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30
101    9.1  Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30
102    9.2  Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30
103         Authors' Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31
104         Intellectual Property and Copyright Statements . . . . . . .  33
111 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                  [Page 2]
113 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
116 1.  Introduction
118    Elliptic Curve Cryptography (ECC) is emerging as an attractive
119    public-key cryptosystem for mobile/wireless environments.  Compared
120    to currently prevalent cryptosystems such as RSA, ECC offers
121    equivalent security with smaller key sizes.  This is illustrated in
122    the following table, based on [12], which gives approximate
123    comparable key sizes for symmetric- and asymmetric-key cryptosystems
124    based on the best-known algorithms for attacking them.
126                    Symmetric    |  ECC    |  DH/DSA/RSA
127                    -------------+---------+------------
128                       80        |  163    |  1024
129                      112        |  233    |  2048
130                      128        |  283    |  3072
131                      192        |  409    |  7680
132                      256        |  571    |  15360
134                   Table 1: Comparable key sizes (in bits)
137                                 Figure 1
139    Smaller key sizes result in power, bandwidth and computational
140    savings that make ECC especially attractive for constrained
141    environments.
143    This document describes additions to TLS to support ECC.  In
144    particular, it defines
145    o  the use of the Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) key agreement
146       scheme with long-term or ephemeral keys to establish the TLS
147       premaster secret, and
148    o  the use of fixed-ECDH certificates and ECDSA for authentication of
149       TLS peers.
151    The remainder of this document is organized as follows.  Section 2
152    provides an overview of ECC-based key exchange algorithms for TLS.
153    Section 3 describes the use of ECC certificates for client
154    authentication.  TLS extensions that allow a client to negotiate the
155    use of specific curves and point formats are presented in Section 4.
156    Section 5 specifies various data structures needed for an ECC-based
157    handshake, their encoding in TLS messages and the processing of those
158    messages.  Section 6 defines new ECC-based cipher suites and
159    identifies a small subset of these as recommended for all
160    implementations of this specification.  Section 7 and Section 8
161    mention security considerations and acknowledgments, respectively.
162    This is followed by a list of references cited in this document, the
163    authors' contact information, and statements on intellectual property
167 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                  [Page 3]
169 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
172    rights and copyrights.
174    Implementation of this specification requires familiarity with TLS
175    [2], TLS extensions [3] and ECC [4][5][6][8] .
223 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                  [Page 4]
225 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
228 2.  Key Exchange Algorithms
230    This document introduces five new ECC-based key exchange algorithms
231    for TLS.  All of them use ECDH to compute the TLS premaster secret
232    and differ only in the lifetime of ECDH keys (long-term or ephemeral)
233    and the mechanism (if any) used to authenticate them.  The derivation
234    of the TLS master secret from the premaster secret and the subsequent
235    generation of bulk encryption/MAC keys and initialization vectors is
236    independent of the key exchange algorithm and not impacted by the
237    introduction of ECC.
239    The table below summarizes the new key exchange algorithms which
240    mimic DH_DSS, DH_RSA, DHE_DSS, DHE_RSA and DH_anon (see [2]),
241    respectively.
243           Key
244           Exchange
245           Algorithm           Description
246           ---------           -----------
248           ECDH_ECDSA          Fixed ECDH with ECDSA-signed certificates.
250           ECDHE_ECDSA         Ephemeral ECDH with ECDSA signatures.
252           ECDH_RSA            Fixed ECDH with RSA-signed certificates.
254           ECDHE_RSA           Ephemeral ECDH with RSA signatures.
256           ECDH_anon           Anonymous ECDH, no signatures.
259                      Table 2: ECC key exchange algorithms
262                                 Figure 2
264    The ECDHE_ECDSA and ECDHE_RSA key exchange mechanisms provide forward
265    secrecy.  With ECDHE_RSA, a server can reuse its existing RSA
266    certificate and easily comply with a constrained client's elliptic
267    curve preferences (see Section 4).  However, the computational cost
268    incurred by a server is higher for ECDHE_RSA than for the traditional
269    RSA key exchange which does not provide forward secrecy.
271    The ECDH_RSA mechanism requires a server to acquire an ECC
272    certificate but the certificate issuer can still use an existing RSA
273    key for signing.  This eliminates the need to update the trusted key
274    store in TLS clients.  The ECDH_ECDSA mechanism requires ECC keys for
275    the server as well as the certification authority and is best suited
279 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                  [Page 5]
281 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
284    for constrained devices unable to support RSA.
286    The anonymous key exchange algorithm does not provide authentication
287    of the server or the client.  Like other anonymous TLS key exchanges,
288    it is subject to man-in-the-middle attacks.  Implementations of this
289    algorithm SHOULD provide authentication by other means.
291    Note that there is no structural difference between ECDH and ECDSA
292    keys.  A certificate issuer may use X509.v3 keyUsage and
293    extendedKeyUsage extensions to restrict the use of an ECC public key
294    to certain computations.  This document refers to an ECC key as
295    ECDH-capable if its use in ECDH is permitted.  ECDSA-capable is
296    defined similarly.
299               Client                                        Server
300               ------                                        ------
302               ClientHello          -------->
303                                                        ServerHello
304                                                       Certificate*
305                                                 ServerKeyExchange*
306                                               CertificateRequest*+
307                                    <--------       ServerHelloDone
308               Certificate*+
309               ClientKeyExchange
310               CertificateVerify*+
311               [ChangeCipherSpec]
312               Finished             -------->
313                                                 [ChangeCipherSpec]
314                                    <--------              Finished
316               Application Data     <------->      Application Data
318                  Figure 1: Message flow in a full TLS handshake
319                    * message is not sent under some conditions
320                    + message is not sent unless the client is
321                      authenticated
324                                 Figure 3
326    Figure 1 shows all messages involved in the TLS key establishment
327    protocol (aka full handshake).  The addition of ECC has direct impact
328    only on the ClientHello, the ServerHello, the server's Certificate
329    message, the ServerKeyExchange, the ClientKeyExchange, the
330    CertificateRequest, the client's Certificate message, and the
331    CertificateVerify.  Next, we describe each ECC key exchange algorithm
335 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                  [Page 6]
337 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
340    in greater detail in terms of the content and processing of these
341    messages.  For ease of exposition, we defer discussion of client
342    authentication and associated messages (identified with a + in Figure
343    1) until Section 3 and of the optional ECC-specific extensions (which
344    impact the Hello messages) until Section 4.
346 2.1  ECDH_ECDSA
348    In ECDH_ECDSA, the server's certificate MUST contain an ECDH-capable
349    public key and be signed with ECDSA.
351    A ServerKeyExchange MUST NOT be sent (the server's certificate
352    contains all the necessary keying information required by the client
353    to arrive at the premaster secret).
355    The client MUST generate an ECDH key pair on the same curve as the
356    server's long-term public key and send its public key in the
357    ClientKeyExchange message (except when using client authentication
358    algorithm ECDSA_fixed_ECDH or RSA_fixed_ECDH, in which case the
359    modifications from section Section 3.2 or Section 3.3 apply).
361    Both client and server MUST perform an ECDH operation and use the
362    resultant shared secret as the premaster secret.  All ECDH
363    calculations are performed as specified in Section 5.10
365 2.2  ECDHE_ECDSA
367    In ECDHE_ECDSA, the server's certificate MUST contain an
368    ECDSA-capable public key and be signed with ECDSA.
370    The server MUST send its ephemeral ECDH public key and a
371    specification of the corresponding curve in the ServerKeyExchange
372    message.  These parameters MUST be signed with ECDSA using the
373    private key corresponding to the public key in the server's
374    Certificate.
376    The client MUST generate an ECDH key pair on the same curve as the
377    server's ephemeral ECDH key and send its public key in the
378    ClientKeyExchange message.
380    Both client and server MUST perform an ECDH operation (Section 5.10)
381    and use the resultant shared secret as the premaster secret.
383 2.3  ECDH_RSA
385    This key exchange algorithm is the same as ECDH_ECDSA except the
386    server's certificate MUST be signed with RSA rather than ECDSA.
391 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                  [Page 7]
393 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
396 2.4  ECDHE_RSA
398    This key exchange algorithm is the same as ECDHE_ECDSA except the
399    server's certificate MUST contain an RSA public key authorized for
400    signing and the signature in the ServerKeyExchange message MUST be
401    computed with the corresponding RSA private key.  The server
402    certificate MUST be signed with RSA.
404 2.5  ECDH_anon
406    In ECDH_anon, the server's Certificate, the CertificateRequest, the
407    client's Certificate, and the CertificateVerify messages MUST NOT be
408    sent.
410    The server MUST send an ephemeral ECDH public key and a specification
411    of the corresponding curve in the ServerKeyExchange message.  These
412    parameters MUST NOT be signed.
414    The client MUST generate an ECDH key pair on the same curve as the
415    server's ephemeral ECDH key and send its public key in the
416    ClientKeyExchange message.
418    Both client and server MUST perform an ECDH operation and use the
419    resultant shared secret as the premaster secret.  All ECDH
420    calculations are performed as specified in Section 5.10
447 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                  [Page 8]
449 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
452 3.  Client Authentication
454    This document defines three new client authentication mechanisms
455    named after the type of client certificate involved: ECDSA_sign,
456    ECDSA_fixed_ECDH and RSA_fixed_ECDH.  The ECDSA_sign mechanism is
457    usable with any of the non-anonymous ECC key exchange algorithms
458    described in Section 2 as well as other non-anonymous (non-ECC) key
459    exchange algorithms defined in TLS [2].  The ECDSA_fixed_ECDH and
460    RSA_fixed_ECDH mechanisms are usable with ECDH_ECDSA and ECDH_RSA.
461    Their use with ECDHE_ECDSA and ECDHE_RSA is prohibited because the
462    use of a long-term ECDH client key would jeopardize the forward
463    secrecy property of these algorithms.
465    The server can request ECC-based client authentication by including
466    one or more of these certificate types in its CertificateRequest
467    message.  The server MUST NOT include any certificate types that are
468    prohibited for the negotiated key exchange algorithm.  The client
469    must check if it possesses a certificate appropriate for any of the
470    methods suggested by the server and is willing to use it for
471    authentication.
473    If these conditions are not met, the client should send a client
474    Certificate message containing no certificates.  In this case, the
475    ClientKeyExchange should be sent as described in Section 2 and the
476    CertificateVerify should not be sent.  If the server requires client
477    authentication, it may respond with a fatal handshake failure alert.
479    If the client has an appropriate certificate and is willing to use it
480    for authentication, it MUST send that certificate in the client's
481    Certificate message (as per Section 5.6) and prove possession of the
482    private key corresponding to the certified key.  The process of
483    determining an appropriate certificate and proving possession is
484    different for each authentication mechanism and described below.
486    NOTE: It is permissible for a server to request (and the client to
487    send) a client certificate of a different type than the server
488    certificate.
490 3.1  ECDSA_sign
492    To use this authentication mechanism, the client MUST possess a
493    certificate containing an ECDSA-capable public key and signed with
494    ECDSA.
496    The client MUST prove possession of the private key corresponding to
497    the certified key by including a signature in the CertificateVerify
498    message as described in Section 5.8.
503 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                  [Page 9]
505 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
508 3.2  ECDSA_fixed_ECDH
510    To use this authentication mechanism, the client MUST possess a
511    certificate containing an ECDH-capable public key and that
512    certificate MUST be signed with ECDSA.  Furthermore, the client's
513    ECDH key MUST be on the same elliptic curve as the server's long-term
514    (certified) ECDH key.  This might limit use of this mechanism to
515    closed environments.  In situations where the client has an ECC key
516    on a different curve, it would have to authenticate either using
517    ECDSA_sign or a non-ECC mechanism (e.g.  RSA).  Using fixed ECDH for
518    both servers and clients is computationally more efficient than
519    mechanisms providing forward secrecy.
521    When using this authentication mechanism, the client MUST send an
522    empty ClientKeyExchange as described in Section 5.7 and MUST NOT send
523    the CertificateVerify message.  The ClientKeyExchange is empty since
524    the client's ECDH public key required by the server to compute the
525    premaster secret is available inside the client's certificate.  The
526    client's ability to arrive at the same premaster secret as the server
527    (demonstrated by a successful exchange of Finished messages) proves
528    possession of the private key corresponding to the certified public
529    key and the CertificateVerify message is unnecessary.
531 3.3  RSA_fixed_ECDH
533    This authentication mechanism is identical to ECDSA_fixed_ECDH except
534    the client's certificate MUST be signed with RSA.
559 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 10]
561 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
564 4.  TLS Extensions for ECC
566    Two new TLS extensions --- (i) the Supported Elliptic Curves
567    Extension, and (ii) the Supported Point Formats Extension --- allow a
568    client to negotiate the use of specific curves and point formats
569    (e.g.  compressed v/s uncompressed), respectively.  These extensions
570    are especially relevant for constrained clients that may only support
571    a limited number of curves or point formats.  They follow the general
572    approach outlined in [3].  The client enumerates the curves and point
573    formats it supports by including the appropriate extensions in its
574    ClientHello message.  By echoing that extension in its ServerHello,
575    the server agrees to restrict its key selection or encoding to the
576    choices specified by the client.
578    A TLS client that proposes ECC cipher suites in its ClientHello
579    message SHOULD include these extensions.  Servers implementing ECC
580    cipher suites MUST support these extensions and negotiate the use of
581    an ECC cipher suite only if they can complete the handshake while
582    limiting themselves to the curves and compression techniques
583    enumerated by the client.  This eliminates the possibility that a
584    negotiated ECC handshake will be subsequently aborted due to a
585    client's inability to deal with the server's EC key.
587    These extensions MUST NOT be included if the client does not propose
588    any ECC cipher suites.  A client that proposes ECC cipher suites may
589    choose not to include these extension.  In this case, the server is
590    free to choose any one of the elliptic curves or point formats listed
591    in Section 5.  That section also describes the structure and
592    processing of these extensions in greater detail.
615 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 11]
617 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
620 5.  Data Structures and Computations
622    This section specifies the data structures and computations used by
623    ECC-based key mechanisms specified in Section 2, Section 3 and
624    Section 4.  The presentation language used here is the same as that
625    used in TLS [2].  Since this specification extends TLS, these
626    descriptions should be merged with those in the TLS specification and
627    any others that extend TLS.  This means that enum types may not
628    specify all possible values and structures with multiple formats
629    chosen with a select() clause may not indicate all possible cases.
631 5.1  Client Hello Extensions
633    When this message is sent:
635    The ECC extensions SHOULD be sent along with any ClientHello message
636    that proposes ECC cipher suites.
638    Meaning of this message:
640    These extensions allow a constrained client to enumerate the elliptic
641    curves and/or point formats it supports.
643    Structure of this message:
645    The general structure of TLS extensions is described in [3] and this
646    specification adds two new types to ExtensionType.
649         enum { elliptic_curves(??), ec_point_formats(??) } ExtensionType;
651    elliptic_curves:  Indicates the set of elliptic curves supported by
652       the client.  For this extension, the opaque extension_data field
653       contains EllipticCurveList.
654    ec_point_formats:  Indicates the set of point formats supported by
655       the client.  For this extension, the opaque extension_data field
656       contains ECPointFormatList.
671 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 12]
673 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
676         enum {
677             sect163k1 (1), sect163r1 (2), sect163r2 (3),
678             sect193r1 (4), sect193r2 (5), sect233k1 (6),
679             sect233r1 (7), sect239k1 (8), sect283k1 (9),
680             sect283r1 (10), sect409k1 (11), sect409r1 (12),
681             sect571k1 (13), sect571r1 (14), secp160k1 (15),
682             secp160r1 (16), secp160r2 (17), secp192k1 (18),
683             secp192r1 (19), secp224k1 (20), secp224r1 (21),
684             secp256k1 (22), secp256r1 (23), secp384r1 (24),
685             secp521r1 (25), reserved (240..247),
686             arbitrary_explicit_prime_curves(253),
687             arbitrary_explicit_char2_curves(254),
688             (255)
689         } NamedCurve;
691    sect163k1, etc:  Indicates support of the corresponding named curve
692       specified in SEC 2 [10].  Note that many of these curves are also
693       recommended in ANSI X9.62 [6], and FIPS 186-2 [8].  Values 240
694       through 247 are reserved for private use.  Values 253 and 254
695       indicate that the client supports arbitrary prime and
696       characteristic-2 curves, respectively (the curve parameters must
697       be encoded explicitly in ECParameters).
700         struct {
701             NamedCurve elliptic_curve_list<1..2^8-1>
702         } EllipticCurveList;
705    Items in elliptic_curve_list are ordered according to the client's
706    preferences (favorite choice first).
708    As an example, a client that only supports secp192r1 (aka NIST P-192)
709    and secp224r1 (aka NIST P-224) and prefers to use secp192r1, would
710    include an elliptic_curves extension with the following octets:
712         00 ?? 02 13 15
714     A client that supports arbitrary explicit binary polynomial curves
715    would include an extension with the following octets:
717         00 ?? 01 fe
727 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 13]
729 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
732         enum { uncompressed (0), ansiX963_compressed (1),
733                ansiX963_hybrid (2), (255)
734         } ECPointFormat;
736         struct {
737             ECPointFormat ec_point_format_list<1..2^8-1>
738         } ECPointFormatList;
740    Three point formats are included in the defintion of ECPointFormat
741    above.  The uncompressed point format is the default format that
742    implementations of this document MUST support.  The
743    ansix963_compressed format reduces bandwidth by including only the
744    x-coordinate and a single bit of the y-coordinate of the point.  The
745    ansix963_hybrid format includes both the full y-coordinate and the
746    compressed y-coordinate to allow flexibility and improve efficiency
747    in some cases.  Implementations of this document MAY support the
748    ansix963_compressed and ansix963_hybrid point formats.
750    Items in ec_point_format_list are ordered according to the client's
751    preferences (favorite choice first).
753    A client that only supports the uncompressed point format includes an
754    extension with the following octets:
756         00 ?? 01 00
758    A client that prefers the use of the ansiX963_compressed format over
759    uncompressed may indicate that preference by including an extension
760    with the following octets:
762         00 ?? 02 01 00
764    Actions of the sender:
766    A client that proposes ECC cipher suites in its ClientHello appends
767    these extensions (along with any others) enumerating the curves and
768    point formats it supports.
770    Actions of the receiver:
772    A server that receives a ClientHello containing one or both of these
773    extensions MUST use the client's enumerated capabilities to guide its
774    selection of an appropriate cipher suite.  One of the proposed ECC
775    cipher suites must be negotiated only if the server can successfully
776    complete the handshake while using the curves and point formats
777    supported by the client.
779    NOTE: A server participating in an ECDHE-ECDSA key exchange may use
783 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 14]
785 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
788    different curves for (i) the ECDSA key in its certificate, and (ii)
789    the ephemeral ECDH key in the ServerKeyExchange message.  The server
790    must consider the "elliptic_curves" extension in selecting both of
791    these curves.
793    If a server does not understand the "elliptic_curves" extension or is
794    unable to complete the ECC handshake while restricting itself to the
795    enumerated curves, it MUST NOT negotiate the use of an ECC cipher
796    suite.  Depending on what other cipher suites are proposed by the
797    client and supported by the server, this may result in a fatal
798    handshake failure alert due to the lack of common cipher suites.
800 5.2  Server Hello Extensions
802    When this message is sent:
804    The ServerHello ECC extensions are sent in response to a Client Hello
805    message containing ECC extensions when negotiating an ECC cipher
806    suite.
808    Meaning of this message:
810    These extensions indicate the server's agreement to use only the
811    elliptic curves and point formats supported by the client during the
812    ECC-based key exchange.
814    Structure of this message:
816    The ECC extensions echoed by the server are the same as those in the
817    ClientHello except the "extension_data" field is empty.
819    For example, a server indicates its acceptance of the client's
820    elliptic_curves extension by sending an extension with the following
821    octets:
823         00 ?? 00 00
825    Actions of the sender:
827    A server makes sure that it can complete a proposed ECC key exchange
828    mechanism by restricting itself to the curves/point formats supported
829    by the client before sending these extensions.
831    Actions of the receiver:
833    A client that receives a ServerHello with ECC extensions proceeds
834    with an ECC key exchange assured that it will be able to handle the
835    server's EC key(s).
839 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 15]
841 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
844 5.3  Server Certificate
846    When this message is sent:
848    This message is sent in all non-anonymous ECC-based key exchange
849    algorithms.
851    Meaning of this message:
853    This message is used to authentically convey the server's static
854    public key to the client.  The following table shows the server
855    certificate type appropriate for each key exchange algorithm.  ECC
856    public keys must be encoded in certificates as described in Section
857    5.9.
859    NOTE: The server's Certificate message is capable of carrying a chain
860    of certificates.  The restrictions mentioned in Table 3 apply only to
861    the server's certificate (first in the chain).
864           Key Exchange Algorithm  Server Certificate Type
865           ----------------------  -----------------------
867           ECDH_ECDSA              Certificate must contain an
868                                   ECDH-capable public key. It
869                                   must be signed with ECDSA.
871           ECDHE_ECDSA             Certificate must contain an
872                                   ECDSA-capable public key. It
873                                   must be signed with ECDSA.
875           ECDH_RSA                Certificate must contain an
876                                   ECDH-capable public key. It
877                                   must be signed with RSA.
879           ECDHE_RSA               Certificate must contain an
880                                   RSA public key authorized for
881                                   use in digital signatures. It
882                                   must be signed with RSA.
884                     Table 3: Server certificate types
887    Structure of this message:
889    Identical to the TLS Certificate format.
891    Actions of the sender:
895 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 16]
897 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
900    The server constructs an appropriate certificate chain and conveys it
901    to the client in the Certificate message.
903    Actions of the receiver:
905    The client validates the certificate chain, extracts the server's
906    public key, and checks that the key type is appropriate for the
907    negotiated key exchange algorithm.
909 5.4  Server Key Exchange
911    When this message is sent:
913    This message is sent when using the ECDHE_ECDSA, ECDHE_RSA and
914    ECDH_anon key exchange algorithms.
916    Meaning of this message:
918    This message is used to convey the server's ephemeral ECDH public key
919    (and the corresponding elliptic curve domain parameters) to the
920    client.
922    Structure of this message:
924         enum { explicit_prime (1), explicit_char2 (2),
925                named_curve (3), (255) } ECCurveType;
927    explicit_prime:  Indicates the elliptic curve domain parameters are
928       conveyed verbosely, and the underlying finite field is a prime
929       field.
930    explicit_char2:  Indicates the elliptic curve domain parameters are
931       conveyed verbosely, and the underlying finite field is a
932       characteristic-2 field.
933    named_curve:  Indicates that a named curve is used.  This option
934       SHOULD be used when applicable.
936         struct {
937             opaque a <1..2^8-1>;
938             opaque b <1..2^8-1>;
939         } ECCurve;
941    a, b:  These parameters specify the coefficients of the elliptic
942       curve.  Each value contains the byte string representation of a
943       field element following the conversion routine in Section 4.3.3 of
944       ANSI X9.62 [6].
946         struct {
947             opaque point <1..2^8-1>;
951 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 17]
953 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
956         } ECPoint;
958    point:  This is the byte string representation of an elliptic curve
959       point following the conversion routine in Section 4.3.6 of ANSI
960       X9.62 [6].  Note that this byte string may represent an elliptic
961       curve point in compressed or uncompressed form.
963         enum { ec_basis_trinomial, ec_basis_pentanomial } ECBasisType;
965    ec_basis_trinomial:  Indicates representation of a characteristic-2
966       field using a trinomial basis.
967    ec_basis_pentanomial:  Indicates representation of a characteristic-2
968       field using a pentanomial basis.
970         struct {
971             ECCurveType    curve_type;
972             select (curve_type) {
973                 case explicit_prime:
974                     opaque      prime_p <1..2^8-1>;
975                     ECCurve     curve;
976                     ECPoint     base;
977                     opaque      order <1..2^8-1>;
978                     opaque      cofactor <1..2^8-1>;
979                 case explicit_char2:
980                     uint16      m;
981                     ECBasisType basis;
982                     select (basis) {
983                         case ec_trinomial:
984                             opaque  k <1..2^8-1>;
985                         case ec_pentanomial:
986                             opaque  k1 <1..2^8-1>;
987                             opaque  k2 <1..2^8-1>;
988                             opaque  k3 <1..2^8-1>;
989                     };
990                     ECCurve     curve;
991                     ECPoint     base;
992                     opaque      order <1..2^8-1>;
993                     opaque      cofactor <1..2^8-1>;
994                 case named_curve:
995                     NamedCurve namedcurve;
996             };
997         } ECParameters;
999    curve_type:  This identifies the type of the elliptic curve domain
1000       parameters.
1007 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 18]
1009 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1012    prime_p:  This is the odd prime defining the field Fp.
1013    curve:  Specifies the coefficients a and b of the elliptic curve E.
1014    base:  Specifies the base point G on the elliptic curve.
1015    order:  Specifies the order n of the base point.
1016    cofactor:  Specifies the cofactor h = #E(Fq)/n, where #E(Fq)
1017       represents the number of points on the elliptic curve E defined
1018       over the field Fq.
1019    m:  This is the degree of the characteristic-2 field F2^m.
1020    k:  The exponent k for the trinomial basis representation x^m + x^k
1021       +1.
1022    k1, k2, k3:  The exponents for the pentanomial representation x^m +
1023       x^k3 + x^k2 + x^k1 + 1 (such that k3 > k2 > k1).
1024    namedcurve:  Specifies a recommended set of elliptic curve domain
1025       parameters.  All enum values of NamedCurve are allowed except for
1026       arbitrary_explicit_prime_curves(253) and
1027       arbitrary_explicit_char2_curves(254).  These two values are only
1028       allowed in the ClientHello extension.
1030         struct {
1031             ECParameters    curve_params;
1032             ECPoint         public;
1033         } ServerECDHParams;
1035    curve_params:  Specifies the elliptic curve domain parameters
1036       associated with the ECDH public key.
1037    public:  The ephemeral ECDH public key.
1039    The ServerKeyExchange message is extended as follows.
1041         enum { ec_diffie_hellman } KeyExchangeAlgorithm;
1043    ec_diffie_hellman:  Indicates the ServerKeyExchange message contains
1044       an ECDH public key.
1046         select (KeyExchangeAlgorithm) {
1047             case ec_diffie_hellman:
1048                 ServerECDHParams    params;
1049                 Signature           signed_params;
1050         } ServerKeyExchange;
1052    params:  Specifies the ECDH public key and associated domain
1053       parameters.
1054    signed_params:  A hash of the params, with the signature appropriate
1055       to that hash applied.  The private key corresponding to the
1056       certified public key in the server's Certificate message is used
1057       for signing.
1059           enum { ecdsa } SignatureAlgorithm;
1063 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 19]
1065 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1068           select (SignatureAlgorithm) {
1069               case ecdsa:
1070                   digitally-signed struct {
1071                       opaque sha_hash[sha_size];
1072                   };
1073           } Signature;
1075    NOTE: SignatureAlgorithm is 'rsa' for the ECDHE_RSA key exchange
1076    algorithm and 'anonymous' for ECDH_anon.  These cases are defined in
1077    TLS [2].  SignatureAlgorithm is 'ecdsa' for ECDHE_ECDSA.  ECDSA
1078    signatures are generated and verified as described in Section 5.10.
1079    As per ANSI X9.62, an ECDSA signature consists of a pair of integers
1080    r and s.  These integers are both converted into byte strings of the
1081    same length as the curve order n using the conversion routine
1082    specified in Section 4.3.1 of [6].  The two byte strings are
1083    concatenated, and the result is placed in the signature field.
1085    Actions of the sender:
1087    The server selects elliptic curve domain parameters and an ephemeral
1088    ECDH public key corresponding to these parameters according to the
1089    ECKAS-DH1 scheme from IEEE 1363 [5].  It conveys this information to
1090    the client in the ServerKeyExchange message using the format defined
1091    above.
1093    Actions of the recipient:
1095    The client verifies the signature (when present) and retrieves the
1096    server's elliptic curve domain parameters and ephemeral ECDH public
1097    key from the ServerKeyExchange message.
1099 5.5  Certificate Request
1101    When this message is sent:
1103    This message is sent when requesting client authentication.
1105    Meaning of this message:
1107    The server uses this message to suggest acceptable client
1108    authentication methods.
1110    Structure of this message:
1112    The TLS CertificateRequest message is extended as follows.
1114         enum {
1115             ecdsa_sign(?), rsa_fixed_ecdh(?),
1119 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 20]
1121 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1124             ecdsa_fixed_ecdh(?), (255)
1125         } ClientCertificateType;
1127    ecdsa_sign, etc Indicates that the server would like to use the
1128       corresponding client authentication method specified in Section 3.
1129       EDITOR: The values used for ecdsa_sign, rsa_fixed_ecdh, and
1130       ecdsa_fixed_ecdh have been left as ?.  These values will be
1131       assigned when this draft progresses to RFC.  Earlier versions of
1132       this draft used the values 5, 6, and 7 - however these values have
1133       been removed since they are used differently by SSL 3.0 [13] and
1134       their use by TLS is being deprecated.
1136    Actions of the sender:
1138    The server decides which client authentication methods it would like
1139    to use, and conveys this information to the client using the format
1140    defined above.
1142    Actions of the receiver:
1144    The client determines whether it has an appropriate certificate for
1145    use with any of the requested methods, and decides whether or not to
1146    proceed with client authentication.
1148 5.6  Client Certificate
1150    When this message is sent:
1152    This message is sent in response to a CertificateRequest when a
1153    client has a suitable certificate.
1155    Meaning of this message:
1157    This message is used to authentically convey the client's static
1158    public key to the server.  The following table summarizes what client
1159    certificate types are appropriate for the ECC-based client
1160    authentication mechanisms described in Section 3.  ECC public keys
1161    must be encoded in certificates as described in Section 5.9.
1163    NOTE: The client's Certificate message is capable of carrying a chain
1164    of certificates.  The restrictions mentioned in Table 4 apply only to
1165    the client's certificate (first in the chain).
1175 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 21]
1177 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1180           Client
1181           Authentication Method   Client Certificate Type
1182           ---------------------   -----------------------
1184           ECDSA_sign              Certificate must contain an
1185                                   ECDSA-capable public key and
1186                                   be signed with ECDSA.
1188           ECDSA_fixed_ECDH        Certificate must contain an
1189                                   ECDH-capable public key on the
1190                                   same elliptic curve as the server's
1191                                   long-term ECDH key. This certificate
1192                                   must be signed with ECDSA.
1194           RSA_fixed_ECDH          Certificate must contain an
1195                                   ECDH-capable public key on the
1196                                   same elliptic curve as the server's
1197                                   long-term ECDH key. This certificate
1198                                   must be signed with RSA.
1200                      Table 4: Client certificate types
1203    Structure of this message:
1205    Identical to the TLS client Certificate format.
1207    Actions of the sender:
1209    The client constructs an appropriate certificate chain, and conveys
1210    it to the server in the Certificate message.
1212    Actions of the receiver:
1214    The TLS server validates the certificate chain, extracts the client's
1215    public key, and checks that the key type is appropriate for the
1216    client authentication method.
1218 5.7  Client Key Exchange
1220    When this message is sent:
1222    This message is sent in all key exchange algorithms.  If client
1223    authentication with ECDSA_fixed_ECDH or RSA_fixed_ECDH is used, this
1224    message is empty.  Otherwise, it contains the client's ephemeral ECDH
1225    public key.
1227    Meaning of the message:
1231 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 22]
1233 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1236    This message is used to convey ephemeral data relating to the key
1237    exchange belonging to the client (such as its ephemeral ECDH public
1238    key).
1240    Structure of this message:
1242    The TLS ClientKeyExchange message is extended as follows.
1244         enum { yes, no } EphemeralPublicKey;
1246    yes, no:  Indicates whether or not the client is providing an
1247       ephemeral ECDH public key.  (In ECC ciphersuites, this is "yes"
1248       except when the client uses the ECDSA_fixed_ECDH or RSA_fixed_ECDH
1249       client authentication mechanism.)
1251         struct {
1252             select (EphemeralPublicKey) {
1253                 case yes: ECPoint  ecdh_Yc;
1254                 case no:  struct { };
1255             } ecdh_public;
1256         } ClientECDiffieHellmanPublic;
1258    ecdh_Yc:  Contains the client's ephemeral ECDH public key.
1260         struct {
1261             select (KeyExchangeAlgorithm) {
1262                 case ec_diffie_hellman: ClientECDiffieHellmanPublic;
1263             } exchange_keys;
1264         } ClientKeyExchange;
1266    Actions of the sender:
1268    The client selects an ephemeral ECDH public key corresponding to the
1269    parameters it received from the server according to the ECKAS-DH1
1270    scheme from IEEE 1363 [5].  It conveys this information to the client
1271    in the ClientKeyExchange message using the format defined above.
1273    Actions of the recipient:
1275    The server retrieves the client's ephemeral ECDH public key from the
1276    ClientKeyExchange message and checks that it is on the same elliptic
1277    curve as the server's ECDH key.
1279 5.8  Certificate Verify
1281    When this message is sent:
1283    This message is sent when the client sends a client certificate
1287 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 23]
1289 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1292    containing a public key usable for digital signatures, e.g.  when the
1293    client is authenticated using the ECDSA_sign mechanism.
1295    Meaning of the message:
1297    This message contains a signature that proves possession of the
1298    private key corresponding to the public key in the client's
1299    Certificate message.
1301    Structure of this message:
1303    The TLS CertificateVerify message is extended as follows.
1305         enum { ecdsa } SignatureAlgorithm;
1307         select (SignatureAlgorithm) {
1308             case ecdsa:
1309                 digitally-signed struct {
1310                     opaque sha_hash[sha_size];
1311                 };
1312         } Signature;
1314    For the ecdsa case, the signature field in the CertificateVerify
1315    message contains an ECDSA signature computed over handshake messages
1316    exchanged so far.  ECDSA signatures are computed as described in
1317    Section 5.10.  As per ANSI X9.62, an ECDSA signature consists of a
1318    pair of integers r and s.  These integers are both converted into
1319    byte strings of the same length as the curve order n using the
1320    conversion routine specified in Section 4.3.1 of [6].  The two byte
1321    strings are concatenated, and the result is placed in the signature
1322    field.
1324    Actions of the sender:
1326    The client computes its signature over all handshake messages sent or
1327    received starting at client hello up to but not including this
1328    message.  It uses the private key corresponding to its certified
1329    public key to compute the signature which is conveyed in the format
1330    defined above.
1332    Actions of the receiver:
1334    The server extracts the client's signature from the CertificateVerify
1335    message, and verifies the signature using the public key it received
1336    in the client's Certificate message.
1343 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 24]
1345 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1348 5.9  Elliptic Curve Certificates
1350    X509 certificates containing ECC public keys or signed using ECDSA
1351    MUST comply with [11] or another RFC that replaces or extends it.
1352    Clients SHOULD use the elliptic curve domain parameters recommended
1353    in ANSI X9.62 [6], FIPS 186-2 [8], and SEC 2 [10].
1355 5.10  ECDH, ECDSA and RSA Computations
1357    All ECDH calculations (including parameter and key generation as well
1358    as the shared secret calculation) MUST be performed according to [5]
1359    using the ECKAS-DH1 scheme with the identity map as key derivation
1360    function, so that the premaster secret is the x-coordinate of the
1361    ECDH shared secret elliptic curve point, i.e.  the octet string Z in
1362    IEEE 1363 terminology.
1364    Note that a new extension may be introduced in the future to allow
1365    the use of a different KDF during computation of the premaster
1366    secret.  In this event, the new KDF would be used in place of the
1367    process detailed above.  This may be desirable, for example, to
1368    support compatibility with the planned NIST key agreement standard.
1370    All ECDSA computations MUST be performed according to ANSI X9.62 [6]
1371    or its successors.  Data to be signed/verified is hashed and the
1372    result run directly through the ECDSA algorithm with no additional
1373    hashing.  The default hash function is SHA-1 [7] and sha_size (see
1374    Section 5.4 and Section 5.8) is 20.  However, an alternative hash
1375    function, such as one of the new SHA hash functions specified in FIPS
1376    180-2 [7], may be used instead if the certificate containing the EC
1377    public key explicitly requires use of another hash function.  (The
1378    mechanism for specifying the required hash function has not been
1379    standardized but this provision anticipates such standardization and
1380    obviates the need to update this document in response.  Future PKIX
1381    RFCs may choose, for example, to specify the hash function to be used
1382    with a public key in the parameters field of subjectPublicKeyInfo.)
1384    All RSA signatures must be generated and verified according to PKCS#1
1385    [9].
1399 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 25]
1401 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1404 6.  Cipher Suites
1406    The table below defines new ECC cipher suites that use the key
1407    exchange algorithms specified in Section 2.
1409      CipherSuite TLS_ECDH_ECDSA_WITH_NULL_SHA           = { 0x00, 0x?? }
1410      CipherSuite TLS_ECDH_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA        = { 0x00, 0x?? }
1411      CipherSuite TLS_ECDH_ECDSA_WITH_DES_CBC_SHA        = { 0x00, 0x?? }
1412      CipherSuite TLS_ECDH_ECDSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA   = { 0x00, 0x?? }
1413      CipherSuite TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA    = { 0x00, 0x?? }
1414      CipherSuite TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA    = { 0x00, 0x?? }
1416      CipherSuite TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_NULL_SHA          = { 0x00, 0x?? }
1417      CipherSuite TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_RC4_128_SHA       = { 0x00, 0x?? }
1418      CipherSuite TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA  = { 0x00, 0x?? }
1419      CipherSuite TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA   = { 0x00, 0x?? }
1420      CipherSuite TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_CBC_SHA   = { 0x00, 0x?? }
1422      CipherSuite TLS_ECDH_RSA_WITH_NULL_SHA             = { 0x00, 0x?? }
1423      CipherSuite TLS_ECDH_RSA_WITH_RC4_128_SHA          = { 0x00, 0x?? }
1424      CipherSuite TLS_ECDH_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA     = { 0x00, 0x?? }
1425      CipherSuite TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA      = { 0x00, 0x?? }
1426      CipherSuite TLS_ECDH_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA      = { 0x00, 0x?? }
1428      CipherSuite TLS_ECDHE_RSA_WITH_NULL_SHA            = { 0x00, 0x?? }
1429      CipherSuite TLS_ECDHE_RSA_WITH_RC4_128_SHA         = { 0x00, 0x?? }
1430      CipherSuite TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA    = { 0x00, 0x?? }
1431      CipherSuite TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA     = { 0x00, 0x?? }
1432      CipherSuite TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA     = { 0x00, 0x?? }
1434      CipherSuite TLS_ECDH_anon_NULL_WITH_SHA            = { 0x00, 0x?? }
1435      CipherSuite TLS_ECDH_anon_WITH_RC4_128_SHA         = { 0x00, 0x?? }
1436      CipherSuite TLS_ECDH_anon_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA    = { 0x00, 0x?? }
1437      CipherSuite TLS_ECDH_anon_WITH_AES_128_CBC_SHA     = { 0x00, 0x?? }
1438      CipherSuite TLS_ECDH_anon_WITH_AES_256_CBC_SHA     = { 0x00, 0x?? }
1440                         Table 5: TLS ECC cipher suites
1443                                Figure 30
1445    The key exchange method, cipher, and hash algorithm for each of these
1446    cipher suites are easily determined by examining the name.  Ciphers
1447    other than AES ciphers, and hash algorithms are defined in [2].  AES
1448    ciphers are defined in [14].
1450    Server implementations SHOULD support all of the following cipher
1451    suites, and client implementations SHOULD support at least one of
1455 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 26]
1457 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1460    them: TLS_ECDH_ECDSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA,
1461    TLS_ECDH_ECDSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,
1462    TLS_ECDHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA, and
1463    TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA.
1511 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 27]
1513 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1516 7.  Security Considerations
1518    This document is based on [2], [5], [6] and [14].  The appropriate
1519    security considerations of those documents apply.
1521    One important issue that implementors and users must consider is
1522    elliptic curve selection.  Guidance on selecting an appropriate
1523    elliptic curve size is given in Figure 1.
1525    Beyond elliptic curve size, the main issue is elliptic curve
1526    structure.  As a general principle, it is more conservative to use
1527    elliptic curves with as little algebraic structure as possible - thus
1528    random curves are more conservative than special curves such as
1529    Koblitz curves, and curves over F_p with p random are more
1530    conservative than curves over F_p with p of a special form (and
1531    curves over F_p with p random might be considered more conservative
1532    than curves over F_2^m as there is no choice between multiple fields
1533    of similar size for characteristic 2).  Note, however, that algebraic
1534    structure can also lead to implementation efficiencies and
1535    implementors and users may, therefore, need to balance conservatism
1536    against a need for efficiency.  Concrete attacks are known against
1537    only very few special classes of curves, such as supersingular
1538    curves, and these classes are excluded from the ECC standards that
1539    this document references [5], [6].
1541    Another issue is the potential for catastrophic failures when a
1542    single elliptic curve is widely used.  In this case, an attack on the
1543    elliptic curve might result in the compromise of a large number of
1544    keys.  Again, this concern may need to be balanced against efficiency
1545    and interoperability improvements associated with widely-used curves.
1546    Substantial additional information on elliptic curve choice can be
1547    found in [4], [5], [6], [8].
1549    Implementors and users must also consider whether they need forward
1550    secrecy.  Forward secrecy refers to the property that session keys
1551    are not compromised if the static, certified keys belonging to the
1552    server and client are compromised.  The ECDHE_ECDSA and ECDHE_RSA key
1553    exchange algorithms provide forward secrecy protection in the event
1554    of server key compromise, while ECDH_ECDSA and ECDH_RSA do not.
1555    Similarly if the client is providing a static, certified key,
1556    ECDSA_sign client authentication provides forward secrecy protection
1557    in the event of client key compromise, while ECDSA_fixed_ECDH and
1558    RSA_fixed_ECDH do not.  Thus to obtain complete forward secrecy
1559    protection, ECDHE_ECDSA or ECDHE_RSA must be used for key exchange,
1560    with ECDSA_sign used for client authentication if necessary.  Here
1561    again the security benefits of forward secrecy may need to be
1562    balanced against the improved efficiency offered by other options.
1567 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 28]
1569 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1572 8.  Acknowledgments
1574    The authors wish to thank Bill Anderson and Tim Dierks.
1623 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 29]
1625 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1628 9.  References
1630 9.1  Normative References
1632    [1]   Bradner, S., "Key Words for Use in RFCs to Indicate Requirement
1633          Levels", RFC 2119, March 1997.
1635    [2]   Dierks, T. and C. Allen, "The TLS Protocol Version 1.0", RFC
1636          2246, January 1999.
1638    [3]   Blake-Wilson, S., Nystrom, M., Hopwood, D., Mikkelsen, J. and
1639          T. Wright, "Transport Layer Security (TLS) Extensions",
1640          draft-ietf-tls-rfc3546bis-00.txt (work in progress), Nov. 2004.
1642    [4]   SECG, "Elliptic Curve Cryptography", SEC 1, 2000,
1643          <http://www.secg.org/>.
1645    [5]   IEEE, "Standard Specifications for Public Key Cryptography",
1646          IEEE 1363, 2000.
1648    [6]   ANSI, "Public Key Cryptography For The Financial Services
1649          Industry: The Elliptic Curve Digital Signature Algorithm
1650          (ECDSA)", ANSI X9.62, 1998.
1652    [7]   NIST, "Secure Hash Standard", FIPS 180-2, 2002.
1654    [8]   NIST, "Digital Signature Standard", FIPS 186-2, 2000.
1656    [9]   RSA Laboratories, "PKCS#1: RSA Encryption Standard version
1657          1.5", PKCS 1, November 1993.
1659    [10]  SECG, "Recommended Elliptic Curve Domain Parameters", SEC 2,
1660          2000, <http://www.secg.org/>.
1662    [11]  Polk, T., Housley, R. and L. Bassham, "Algorithms and
1663          Identifiers for the Internet X.509 Public Key Infrastructure
1664          Certificate and Certificate Revocation List (CRL) Profile", RFC
1665          3279, April 2002.
1667 9.2  Informative References
1669    [12]  Lenstra, A. and E. Verheul, "Selecting Cryptographic Key
1670          Sizes", Journal of Cryptology 14 (2001) 255-293,
1671          <http://www.cryptosavvy.com/>.
1673    [13]  Freier, A., Karlton, P. and P. Kocher, "The SSL Protocol
1674          Version 3.0", November 1996,
1675          <http://wp.netscape.com/eng/ssl3/draft302.txt>.
1679 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 30]
1681 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1684    [14]  Chown, P., "Advanced Encryption Standard (AES) Ciphersuites for
1685          Transport Layer Security (TLS)", RFC 3268, June 2002.
1687    [15]  Hovey, R. and S. Bradner, "The Organizations Involved in the
1688          IETF Standards Process", RFC 2028, BCP 11, October 1996.
1691 Authors' Addresses
1693    Vipul Gupta
1694    Sun Microsystems Laboratories
1695    16 Network Circle
1696    MS UMPK16-160
1697    Menlo Park, CA  94025
1698    USA
1700    Phone: +1 650 786 7551
1701    EMail: vipul.gupta@sun.com
1704    Simon Blake-Wilson
1705    Basic Commerce & Industries, Inc.
1706    96 Spandia Ave
1707    Unit 606
1708    Toronto, ON  M6G 2T6
1709    Canada
1711    Phone: +1 416 214 5961
1712    EMail: sblakewilson@bcisse.com
1715    Bodo Moeller
1716    University of California, Berkeley
1717    EECS -- Computer Science Division
1718    513 Soda Hall
1719    Berkeley, CA  94720-1776
1720    USA
1722    EMail: bodo@openssl.org
1725    Chris Hawk
1726    Corriente Networks
1728    EMail: chris@corriente.net
1735 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 31]
1737 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1740    Nelson Bolyard
1742    EMail: nelson@bolyard.com
1791 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 32]
1793 Internet-Draft         ECC Cipher Suites for TLS               Dec. 2004
1796 Intellectual Property Statement
1798    The IETF takes no position regarding the validity or scope of any
1799    Intellectual Property Rights or other rights that might be claimed to
1800    pertain to the implementation or use of the technology described in
1801    this document or the extent to which any license under such rights
1802    might or might not be available; nor does it represent that it has
1803    made any independent effort to identify any such rights.  Information
1804    on the procedures with respect to rights in RFC documents can be
1805    found in BCP 78 and BCP 79.
1807    Copies of IPR disclosures made to the IETF Secretariat and any
1808    assurances of licenses to be made available, or the result of an
1809    attempt made to obtain a general license or permission for the use of
1810    such proprietary rights by implementers or users of this
1811    specification can be obtained from the IETF on-line IPR repository at
1812    http://www.ietf.org/ipr.
1814    The IETF invites any interested party to bring to its attention any
1815    copyrights, patents or patent applications, or other proprietary
1816    rights that may cover technology that may be required to implement
1817    this standard.  Please address the information to the IETF at
1818    ietf-ipr@ietf.org.
1821 Disclaimer of Validity
1823    This document and the information contained herein are provided on an
1824    "AS IS" basis and THE CONTRIBUTOR, THE ORGANIZATION HE/SHE REPRESENTS
1825    OR IS SPONSORED BY (IF ANY), THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET
1826    ENGINEERING TASK FORCE DISCLAIM ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED,
1827    INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE
1828    INFORMATION HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED
1829    WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
1832 Copyright Statement
1834    Copyright (C) The Internet Society (2004).  This document is subject
1835    to the rights, licenses and restrictions contained in BCP 78, and
1836    except as set forth therein, the authors retain all their rights.
1839 Acknowledgment
1841    Funding for the RFC Editor function is currently provided by the
1842    Internet Society.
1847 Gupta, et al.             Expires June 1, 2005                 [Page 33]