Se presenta el proyecto ITB, que desarrolla un aislante criptográfico simétrico destinado a envolver funciones de pseudoaleatoriedad estándar (PRF) y primitivas de hash (AES, BLAKE2/3, Areion y otras) en una barrera combinatoria y topológica intercalada. A diferencia de los modos de cifrado clásicos basados en bloques y flujos, la arquitectura ITB está enfocada en la aislamiento estructural del primitvo interno, impidiendo la propagación de características diferenciales y lineales, la linealización algebraica, así como codificaciones directas para solucionadores SAT/SMT y MILP a través de los límites de la barrera. El código está escrito en el lenguaje Go con optimizaciones de bajo nivel en ensamblador para arquitecturas x86_64 y ARM64 (Aarch64) y se distribuye bajo la licencia Apache 2.0.
La transformación de datos en ITB se divide en dos niveles interconectados (Interlocked Barrier), gestionados por ocho semillas de clave aisladas (aislamiento de 8 semillas) con evolución local de la clave a través de una cadena de retroalimentación directa (ChainHash). En el primer nivel, la barrera de clasificación (Rank Barrier) realiza una permutación combinatoria clave de cada bloque de 48 bits (o de 168 bits para primitivas de 512 bits), distribuyendo los bits del texto claro en tres regiones independientes basadas en la búsqueda de combinaciones de dos pasos según su número (el espacio de particiones equilibradas C(48, 16) * C(32, 16) es aproximadamente 2^70.20, y en modo de 168 bits C(168, 56) * C(112, 56) es aproximadamente 2^258.60). En el segundo nivel, la barrera de píxeles (Pixel Barrier) mapea los datos a una cuadrícula de elementos de 8 bytes (8 canales de 7 bits de datos y 1 bit de ruido pseudoaleatorio en cada byte) con un desplazamiento cíclico de clave de 7 bits por píxel, enmascarando los canales de 7 bits y seleccionando la posición del bit de ruido.
Características principales del proyecto:
- Verificación experimental de las propiedades de aislamiento en funciones claramente no criptográficas (prueba de estrés con primitivas débiles). El repositorio incluye un banco de pruebas que inserta una función hash común FNV-1a dentro de la barrera. A través de la combinación no lineal de la clasificación, la división de bytes a lo largo de los límites de los canales de 7 bits (MCD(7, 8) = 1) y la inyección de bits de ruido en cada byte, se bloquea el acceso práctico o la construcción de un modelo SAT/SMT resolvible en el texto claro y cifrado ya en la etapa de formulación del sistema de ecuaciones.
- Verificación formal comprobada por máquina en el lenguaje Lean 4. Todas las 12 teoremas fundamentales matemáticos, combinatorios y de vectores de bits de la construcción (así como el esquema aplicado de acuerdo híbrido de claves 3 a 8 de tres canales KEM independientes en APPS.md), descritos en el documento PROOFS.md, están completamente probados en Lean 4 sin el uso de axiomas ni omisiones en las pruebas.
- Herramienta integrada para pruebas criptográficas que incluye comprobaciones automatizadas: baterías de pruebas estadísticas, evaluación del grado algebraico y no linealidad, verificación de la aislamiento de semillas al filtrar posiciones de ruido a través de un oráculo CCA y búsqueda de vulnerabilidades mediante solucionadores externos.
- Dos modos de operación: modo autenticado estándar (AEAD según el esquema MAC-Inside-Encrypt, donde la inserción de mensaje se calcula y cifra dentro del contenedor) y modo de negación plausible basado en codificación incondicional COBS, donde la descifrado con una clave incorrecta produce datos sintácticamente correctos sin indicador de error.
- En combinación con PRF modernas y rápidas (AES, BLAKE2/3, Areion), la construcción es adecuada para el intercambio de mensajes seguros, almacenamiento de archivos y túneles de red (con un costo de formato de aproximadamente 15% en cola de paquetes grupales). VPNPara protegerse contra ataques a través de canales externos, el núcleo se ejecuta en tiempo constante (constant-time) con limpieza forzada completa de los marcos de pila y registros de procesador (GPR, XMM/YMM/ZMM, NEON) después de las llamadas.
- Se han implementado núcleos ensamblador para la arquitectura x86_64 utilizando instrucciones BMI2 (PEXT/PDEP), AES-NI, VAES, AVX2 y AVX-512, y para ARM64 (Aarch64) basados en extensiones NEON, Crypto Extensions y SVE2 (con un retroceso portable a Go puro). Se han preparado envolturas sobre un C ABI único (libitb3) para 33 lenguajes de programación.
Fuente: opennet.ru
