Projektet ITB præsenterer en symmetrisk kryptografisk isolator, der er designet til at indkapsle standard pseudotilfældige funktioner (PRF) og hash-primitiver (AES, BLAKE2/3, Areion og andre) i en sammenkoblet kombinatorisk og topologisk barriere. I modsætning til klassiske blok- og strøm-krypteringsmetoder sigter ITB-arkitekturen mod strukturel isolation af den interne primitive, hvilket forhindrer spredning af differentielle og lineære egenskaber, algebraisk linearisering samt direkte kodninger for SAT/SMT og MILP-løsere gennem barrierens grænser. Koden er skrevet i Go-sprog med lavniveauoptimeringer i assembler til x86_64 og ARM64 (Aarch64) arkitekturer og distribueres under Apache 2.0-licensen.
Dataomformningen i ITB er opdelt i to sammenkoblede niveauer (Interlocked Barrier), styret af otte isolerede nøglefrø (8-seed isolation) med lokal nøgleevolution gennem en kæde med direkte forbindelser (ChainHash). På det første niveau udfører rangbarrieren (Rank Barrier) en nøglekombinatorisk permutation af hver 48-bit blok (eller 168-bit blok for 512-bit primitiv) og fordeler bits af klartekst over tre uafhængige regioner baseret på to-trins kombination fundering ved dens nummer (rummet af balancerede opdelinger C(48, 16) * C(32, 16) er cirka 2^70,20, og i 168-bit-tilstand C(168, 56) * C(112, 56) — cirka 2^258,60). På det andet niveau kortlægger pixelbarrieren (Pixel Barrier) data til et gitter af 8-byte elementer (8 kanaler med 7 bit data og 1 bit pseudotilfældig støj i hver byte) med pixel-nøgle 7-bit cyklisk forskydning, maskering af 7-bit kanaler og valg af støjbitens position.
Hovedtræk ved projektet:
- Eksperimentel verificering af isoleringsegenskaber på åbenlyst ikke-kryptografiske funktioner (stresstest med svage primitiv). Repositoryet inkluderer et laboratoriestand, der indsætter en almindelig hash-funktion FNV-1a inde i barrieren. Gjennom ikke-lineær kombinatorisk rangering, opdeling af bytes over grænserne for 7-bit kanaler (GCD(7, 8) = 1) og injektion af støjbits i hver byte blokeres praktisk anvendelse eller opbygning af en løselig SAT/SMT-model for klartekst og krypteret tekst allerede på formuleringsstadiet af ligningssystemet.
- Maskinvalidering i Lean 4. Alle 12 grundlæggende matematiske, kombinatoriske og bitvektor-teoremer i konstruktionen (samt den anvendte skema for hybrid nøgleaftale 3-to-8 fra tre uafhængige KEM-kanaler i APPS.md), beskrevet i dokumentet PROOFS.md, er fuldt bevist i Lean 4 uden brug af aksiomer og manglende beviser.
- Indbygget værktøj til kryptanalytisk testning, der inkluderer automatiserede kontroller: statistiske batterier af tests, vurdering af algebraisk grad og non-linearity, kontrol af frakobling af seeds ved sortering af støjpositioner gennem CCA-orakel og identifikation af sårbarheder ved hjælp af eksterne løsningsmidler.
- To driftsformer: standard autentificeret tilstand (AEAD baseret på MAC-Inside-Encrypt, hvor imitatsionsindsættelsen beregnes og krypteres inde i containeren) og plausibel benægtelsesmode (Plausible Deniability) baseret på ubetinget kodning COBS, hvor dekryptering med en godtyldig forkert nøgle giver syntaktisk korrekte data uden fejlindikator.
- Sammen med hurtige moderne PRF (AES, BLAKE2/3, Areion) er konstruktionen velegnet til sikker meddelelse, filopbevaring og netværkstunneler (ved gruppering af pakkekøer er overheadet for formatet omkring 15%). For at beskytte mod angreb via sidekanaler udføres kernen ved konstant tid (constant-time) med fuld tvungent oprydning af stakrammer og processorregistre (GPR, XMM/YMM/ZMM, NEON) efter opkald. VPNFor x86_64-arkitekturen er der implementeret assemblerkerner ved brug af BMI2-instruktioner (PEXT/PDEP), AES-NI, VAES, AVX2 og AVX-512, og for ARM64 (Aarch64) — baseret på NEON-udvidelser, Kryptering Extensions og SVE2 (med bærbart backup til ren Go). Oven på et enkelt C ABI (libitb3) er der forberedt bindings til 33 programmeringssprog.
- Projekt ITB er præsenteret, der udvikler en symmetrisk kryptografisk isolator, designet til at pakke standard pseudorandom funktioner (PRF) og hash-primitiver (AES, BLAKE2/3, Areion og andre) i kædede.
Kilde: opennet.ru
