Citadel

خادم تشفير هجين مقاوم للحوسبة الكمومية وإدارة مفاتيح.

يجمع Citadel بين X25519 + ML-KEM-768 لتغليف المفاتيح وAES-256-GCM لتشفير البيانات، متّبعًا نهج NIST الهجين للانتقال إلى ما بعد الحوسبة الكمومية. تقوم التطبيقات بتشفير البيانات وفك تشفيرها عبر REST API. يدير Citadel المفاتيح — التوليد، والتدوير، والإبطال، والتحكم في الوصول، وتسجيل التدقيق.

الحالة: تنفيذ يعمل. غير مُدقَّق. لا توجد عمليات نشر إنتاجية. انظر الأمان أدناه.

---

ما الذي يفعله

Your Application              Citadel                         Database
       |                         |                               |
       |-- POST /encrypt ------->|                               |
       |                         |-- hybrid KEM (X25519+ML-KEM)  |
       |                         |-- derive AES-256 key (HKDF)   |
       |                         |-- encrypt with AES-256-GCM    |
       |<-- encrypted blob ------|                               |
       |                                                         |
       |-- store blob ------------------------------------------>|

لا يلمس تطبيقك مواد المفاتيح الخام أبدًا. الكتلة المشفرة ذاتية الاحتواء — تتضمن المفتاح المغلف ومعرّفات الخوارزمية والنص المشفر. خزّنها في أي قاعدة بيانات. لفك التشفير، أرسلها مرة أخرى إلى Citadel مع نفس AAD والسياق.

البنية المعمارية

citadel-envelope    Hybrid encryption core (X25519 + ML-KEM-768 + AES-256-GCM)
citadel-keystore    Key lifecycle management, 4-level hierarchy, threat-adaptive policies
citadel-api         HTTP server, scoped API key auth, rate limiting, real-time dashboard

البدء السريع

Docker (موصى به)

# Clone
git clone https://github.com/mrcord77/rust_citadel.git
cd rust_citadel

# Set your admin API key
echo -n "your-secret-key" | sha256sum | cut -d' ' -f1
# Copy the hash

# Start
CITADEL_API_KEY_HASH=<paste-hash> docker compose up -d

# Verify
curl http://localhost:3000/health
# {"status":"ok","version":"0.2.0"}

لوحة التحكم: http://localhost:3000

من المصدر

يتطلب Rust 1.75+.

cargo build --release -p citadel-api
CITADEL_API_KEY="your-secret-key" CITADEL_SEED_DEMO=true ./target/release/citadel-api

الاستخدام

Python

import requests

api = "http://localhost:3000"
headers = {"Authorization": "Bearer your-secret-key"}

# Encrypt
r = requests.post(f"{api}/api/keys/{dek_id}/encrypt", headers=headers, json={
    "plaintext": "sensitive data",
    "aad": "record-001",        # binds ciphertext to this record
    "context": "patient-records" # domain separation
})
blob = r.json()

# Decrypt
r = requests.post(f"{api}/api/decrypt", headers=headers, json={
    "blob": blob,
    "aad": "record-001",
    "context": "patient-records"
})
plaintext = r.json()["plaintext"]

انظر citadel_example.py للحصول على مثال عملي كامل مع ربط AAD وتدوير المفاتيح وسلوك تطبيق مدرك للتهديدات.

curl

# Status
curl http://localhost:3000/api/status -H "Authorization: Bearer $KEY"

# List keys
curl http://localhost:3000/api/keys -H "Authorization: Bearer $KEY"

# Encrypt
curl -X POST http://localhost:3000/api/keys/$DEK_ID/encrypt \
  -H "Authorization: Bearer $KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"plaintext":"hello","aad":"test","context":"demo"}'

نقاط نهاية API

نقطة النهاية	الطريقة	النطاق	الوصف
/health	GET	—	فحص الصحة
/api/status	GET	read	مستوى التهديد، عدد المفاتيح
/api/metrics	GET	read	مقاييس الأمان
/api/keys	GET	read	سرد جميع المفاتيح
/api/keys	POST	manage	توليد مفتاح جديد
/api/keys/:id	GET	read	الحصول على تفاصيل المفتاح
/api/keys/:id/activate	POST	manage	تفعيل مفتاح معلّق
/api/keys/:id/rotate	POST	manage	تدوير المفتاح (إصدار جديد)
/api/keys/:id/revoke	POST	manage	إبطال المفتاح نهائيًا
/api/keys/:id/destroy	POST	manage	إتلاف مادة المفتاح
/api/keys/:id/encrypt	POST	encrypt	تشفير البيانات
/api/decrypt	POST	encrypt	فك تشفير البيانات
/api/threat	GET	read	تفاصيل استخبارات التهديدات
/api/policies	GET	read	سياسات المفاتيح النشطة
/api/auth/whoami	GET	read	معلومات مفتاح API الحالي
/api/auth/keys	GET	admin	سرد مفاتيح API
/api/auth/keys	POST	admin	إنشاء مفتاح API
/api/auth/keys/:id	DELETE	admin	إبطال مفتاح API

التسلسل الهرمي للمفاتيح

Root Key
  └── Domain Key (per environment / business unit)
        └── KEK — Key Encrypting Key (wraps DEKs)
              └── DEK — Data Encrypting Key (encrypts application data)

يتبع NIST SP 800-57. يحصر كل مستوى نصف قطر الانفجار عند الاختراق — فالمفتاح DEK المسرّب لا يكشف مفاتيح DEK الأخرى لأن KEK منفصل.

نطاقات مفاتيح API

النطاق	الصلاحيات
read	عرض المفاتيح والحالة والمقاييس ومستوى التهديد
encrypt	تشفير وفك تشفير البيانات
manage	إنشاء وتدوير وإبطال وإتلاف المفاتيح
admin	كل ما سبق + إدارة مفاتيح API

admin يتضمن جميع النطاقات الأخرى. مبدأ الامتياز الأقل: امنح لوحات المراقبة read، وخدمات التطبيقات read + encrypt، وأدوات الإدارة admin.

نظام التهديدات التكيفي

يراقب Citadel الأحداث الأمنية ويضبط سياسات المفاتيح تلقائيًا:

المستوى	المحفّز	الاستجابة
منخفض	العمليات العادية	فترات تشفير قياسية
محروس	حالات شاذة بسيطة	تدوير أكثر إحكامًا قليلًا
مرتفع	أنماط مريبة	جداول تدوير مضغوطة
عالٍ	مؤشرات تهديد نشطة	تدوير إجباري، حدود استخدام مخفضة
حرج	تحت الهجوم	أقصى درجات التقييد

الأحداث التي ترفع مستوى التهديد: فشل المصادقة، وفشل فك التشفير، وأنماط الوصول السريعة، والتصعيد اليدوي. تتراجع النتيجة بمرور الوقت.

التشفير

المكوّن	الخوارزمية	المعيار
تغليف المفاتيح (تقليدي)	X25519 ECDH	RFC 7748
تغليف المفاتيح (ما بعد الكمومي)	ML-KEM-768	FIPS 203
تشفير البيانات	AES-256-GCM	NIST SP 800-38D
اشتقاق المفاتيح	HKDF-SHA256	NIST SP 800-56C

البناء الهجين: يُربط السرّان المشتركان معًا ويُمرَّران عبر HKDF. يبقى الأمان قائمًا إذا ظل أيٌّ من X25519 أو ML-KEM-768 آمنًا.

تنسيق الإرسال

version[1] || suite_kem[1] || suite_aead[1] || flags[1] || kem_ct_len[2] ||
x25519_ephemeral_pk[32] || mlkem768_ct[1088] || nonce[12] || aead_ct[variable]

ذاتي الوصف، مُرقَّم الإصدار، بدون تفاوض (يمنع هجمات خفض الإصدار). انظر SPEC.md للمواصفات الكاملة.

خصائص الأمان

• مقارنة ثابتة الزمن — التحقق من مفتاح API عبر حزمة subtle يمنع هجمات التوقيت
• التصفير — جميع الأسرار المشتركة ومفاتيح AES مغلفة في Zeroizing<T>، وتُصفَّر عند الإسقاط
• أخطاء موحدة — فشل فك التشفير يُرجع رسائل خطأ متطابقة (لا يوجد oracle لفك التشفير)
• سجل تدقيق متسلسل التكامل — سلسلة تجزئات SHA-256 تكتشف العبث بالسجل
• تحديد المعدل — دلو رموز لكل IP مع تصعيد التهديد عند المخالفات

الأمان

Citadel برنامج غير مُدقَّق.

يستخدم التنفيذ بدائيات معيارية من NIST عبر حزم Rust راسخة (ml-kem, x25519-dalek, aes-gcm, hkdf). لا ينفّذ أي خوارزميات تشفير. القيمة تكمن في التركيب الصحيح، وليس في رياضيات مبتكرة.

ما تم إنجازه:

• مجموعة اختبارات شاملة تتضمن اختبارات الإجابات المعروفة
• اختبار Fuzz لمحلل تنسيق الإرسال ومسار فك التشفير الكامل
• تحليل التوقيت لعمليات التشفير/فك التشفير
• معالجة أخطاء موحدة لمنع oracles فك التشفير

ما لم يتم:

• تدقيق أمني مستقل
• تحقق رسمي
• اعتماد FIPS
• نشر إنتاجي

لا تستخدمه للبيانات الحساسة دون مراجعة مستقلة. انظر SECURITY.md للإبلاغ عن الثغرات.

الامتثال

مُخطَّط مقابل 34 ضابطًا من NIST SP 800-57: 26 مستوفى، 7 جزئي، 1 فجوة. انظر COMPLIANCE_MATRIX.md للخريطة الكاملة.