Predstavljen je projekt ITB, koji razvija simetrični kriptografski izolator, namijenjen obavijanju standardnih pseudo- slučajnih funkcija (PRF) i heš-primitiva (AES, BLAKE2/3, Areion i drugih) u povezanu kombinatoričku i topološku barijeru. Za razliku od klasičnih blokovnih i strujnih načina šifriranja, arhitektura ITB usmjerena je na strukturnu izolaciju unutarnjeg primitiva, sprečavajući širenje diferencijalnih i linearnih karakteristika, algebrajske linearizacije, kao i izravnih kodiranja za rješavatelje SAT/SMT i MILP kroz granice barijere. Kod je napisan na jeziku Go s niskonivelnim optimizacijama u asembleru za arhitekture x86_64 i ARM64 (Aarch64) te se distribuira pod licencom Apache 2.0.
Transformacija podataka u ITB podijeljena je na dva povezana nivoa (Interlocked Barrier), kojima upravlja osam izoliranih ključnih sjemena (8-seed isolation) s lokalnom evolucijom ključa kroz lančanu hashs funkciju (ChainHash). Na prvom nivou barijera rangiranja (Rank Barrier) provodi se ključna kombinacijska permutacija svakog 48-bitnog bloka (ili 168-bitnog bloka za 512-bitne primitive), raspoređujući bitove otvorenog teksta u tri neovisne regije na temelju dvostepene potrage za kombinacijom prema njegovom broju (prostor uravnoteženih podjela C(48, 16) * C(32, 16) iznosi oko 2^70.20, dok u 168-bitnom režimu C(168, 56) * C(112, 56) — oko 2^258.60). Na drugom nivou pikselna barijera (Pixel Barrier) prikazuje podatke na mrežu od 8-bajtnih elemenata (8 kanala po 7 bita podataka i 1 bit pseudo-slučajne buke u svakom bajtu) s po-pikselnim ključnim 7-bitnim cikličnim pomakom, maskiranjem 7-bitnih kanala i odabirom pozicije bita šuma.
Glavne značajke projekta:
- Eksperimentalna provjera izolacijskih svojstava na unaprijed poznatim nekryptografskim funkcijama (stres-test sa slabim primitivima). U sastav repozitorija uključen je laboratorijski štand, koji unosi običnu heš-funkciju FNV-1a unutar barijere. Zbog nelinerarnog kombinacijskog rangiranja, raspodjele bajtova po granicama 7-bitnih kanala (GCD(7, 8) = 1) i injekcije bitova šuma u svaki bajt, praktična obrada ili izgradnja rješive SAT/SMT-modela prema otvorenim i šifriranim tekstovima blokira se već u fazi formuliranja sustava jednadžbi.
- Automatski provjerena formalna verifikacija na jeziku Lean 4. Sve 12 osnovnih matematičkih, kombinatornih i bit-vektor teorema konstrukcije (kao i praktična shema hibridne koordinacije ključeva 3-to-8 iz tri neovisna KEM kanala u APPS.md), opisani u dokumentu PROOFS.md, potpuno su dokazani u Lean 4 bez korištenja aksioma i propusta u dokazima.
- Integrirani alati za kriptoanalitičko testiranje, uključujući automatizirane provjere: statističke baterije testova, ocjenu algebarske stepeni i nelinearnosti, provjeru izolacije sjeme pri odlaganju pozicija šuma putem CCA-orakula i traženje ranjivosti uz pomoć vanjskih rješenja.
- Dva načina rada: standardni authentificirani način (AEAD po shemi MAC-Inside-Encrypt, gdje se umetanje provjerava i šifrira unutar kontejnera) i način plauzibilne negacije (Plausible Deniability) temeljen na bezuvjetnom kodiranju COBS, pri čemu dešifriranje proizvoljnim pogrešnim ključem daje sintaktički ispravne podatke bez pokazatelja greške.
- Uparen s brzim modernim PRF (AES, BLAKE2/3, Areion), konstrukcija je pogodna za zaštićenu razmjenu poruka, pohranu datoteka i mrežne VPN-tuneli (prilikom grupiranja paketa troškovi formata iznose otprilike 15%). Za zaštitu od napada putem vanjskih kanala, jezgre se izvršavaju u konstantnom vremenu (constant-time) s potpunim prisilnim čišćenjem stakleničnih okvira i procesorskih registara (GPR, XMM/YMM/ZMM, NEON) nakon poziva.
- Za arhitekturu x86_64 implementirane su asemberske jezgre koristeći instrukcije BMI2 (PEXT/PDEP), AES-NI, VAES, AVX2 i AVX-512, a za ARM64 (Aarch64) – temeljem NEON, Crypto Extensions i SVE2 (s prenosivim povratkom na čist Go). Iznad jedinstvenog C ABI (libitb3) pripremljene su omote za 33 programska jezika.
Izvor: opennet.ru
