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c4-meta-system — 生产级AI防御，提供7层防护：数学约束、对象能力访问、分布式O2共识、SVETILO伦理。首个开源ThoughtVirus防御方案。BSL 1.1。 | Kitploit
工具/GitLabGitLab/cognitive-functors/c4-meta-system
身份验证与授权防御工具机器学习红队AI 安全异常检测对抗性攻击
GitLabcognitive-functors/c4-meta-system

c4-meta-system

生产级AI防御，提供7层防护：数学约束、对象能力访问、分布式O2共识、SVETILO伦理。首个开源ThoughtVirus防御方案。BSL 1.1。

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41个月前尚未审核

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C4-META 系统 v1.0.0（研究原型）

用于多层 AI 防御的研究原型：C4 可解释性、集成分类器、反混淆、O₂ 安全引擎、ThoughtVirus 防御和 SVETILO 价值对齐。Alpha 级——已完成内部验证，外部审计待进行。

License: BSL 1.1 Docker ThoughtVirus SVETILO Site AoC

版本： 1.0.0-alpha | 状态： 研究原型 | 许可证： BSL 1.1（非生产环境免费；生产环境 → 商业授权）

作者： I.G. Selyutin。C4-META 模型合著者： N.I. Kovalev。
产品定位（2026-08）： 基于 Apache-2.0 c4protocol 构建的 更厚重的多层 C4 防御栈（集成、O₂ 脚手架、红队实验室）的 BSL 研究/商业深度原型。
并非第二个开放协议。并非经过认证的生产级 AGI 防御。并非“v8 FINAL”。
诚实性审计：docs/AUDIT-c4-meta-system-2026-08.md。
升级路径：docs/PROMOTE-FROM-PROTOCOL.md（消费/固定 c4protocol；不将集成内容转储到精简 SDK 中）。
GitLab Pages = public/（EN + public/ru/）。开放运行时凭证：在 c4protocol 中执行 make conformance。

🎯 概述

C4-META 系统是一个用于多层 AI 防御的研究原型，实现了：

4 层防御架构

root@kitploit:~
Input Sanitization → Semantic Analysis → Behavioral Analysis → Meta-Observer (O₂)
  • 第 1 层 — 输入净化：反混淆流水线（leetspeak、90+ Unicode 同形字符、零宽字符、RTL 覆盖、Base64/ROT13）
  • 第 2 层 — 语义分析：4 分类器集成投票（ONNX BERT + RuleBased + Heuristic + LLM Semantic）
  • 第 3 层 — 行为分析：AoC 防御模块、模式匹配、轨迹异常检测
  • 第 4 层 — 元观察器（O₂）：转移熵、BFT 共识、语义纠缠、因果图分析

核心能力

  • 4 分类器集成投票 — ONNX BERT + RuleBased（80+ 模式）+ Heuristic（32 个危险词）+ LLM Semantic（Ollama/DeepSeek）
  • 双分类器 OR 逻辑：BERT 语义 + RuleBased 关键词分类器，带 OR 回退——无单点故障
  • 16 个 AoC 防御模块 — 11 个经典 + 5 个扩展（启发式/实验性；并非声称“所有多智能体故障均已解决”）
  • ThoughtVirus 防御 — 两层防御（正则模式检测 + C4 轨迹分析）。灵感来自 arXiv:2603.00131（多智能体安全倡议；非 Microsoft）(https://arxiv.org/abs/2603.00131)
  • SVETILO — 通过 value_verification.py 实现的 7 个启发式印章（非训练型伦理模型）
  • C4 可解释性（T,S,A） — 通过量化 ONNX 模型进行认知坐标分析（737KB，约 50ms）
  • O₂ 脚手架 — 研究模块；BFT 路径为咨询性模拟，并非生产级拜占庭容错
  • 反混淆 — Leetspeak、90+ Unicode 同形字符、零宽字符、RTL 覆盖、Base64/ROT13
  • 红队实验室 — 科学对照/处理设计、Fisher 精确检验、Cohen's d、自助法置信区间
  • 阈下内容扫描器 — 检测 token→概念映射
  • 多轮越狱检测 — 基于会话的升级跟踪
  • Docker/K8s 部署 — 容器化多节点部署

🏗 架构

root@kitploit:~
┌──────────────────────────────────────────────┐
│  LAYER 1: Input Sanitization                 │
│  Deobfuscation (homoglyphs, leetspeak, etc.) │
├──────────────────────────────────────────────┤
│  LAYER 2: Semantic Analysis                  │
│  4-Classifier Ensemble: ONNX_BERT (~50ms)    │
│  + RuleBased + Heuristic + LLM_SEMANTIC      │
│  Dual classifier OR-logic (BERT+RuleBased)   │
├──────────────────────────────────────────────┤
│  LAYER 3: Behavioral Analysis                │
│  16 AoC Defense Modules (11 original + 5     │
│  extended), Pattern matching, Trajectory     │
│  anomaly detection, ThoughtVirus defense     │
├──────────────────────────────────────────────┤
│  LAYER 4: Meta-Observer (O₂)                 │
│  Transfer entropy, BFT consensus,            │
│  semantic entanglement, causal graphs,       │
│  Kill-Switch, SVETILO value verification     │
├──────────────────────────────────────────────┤
│  C4 Core Engine (Z₃³)                        │
│  pipeline_orchestrator.py, event_bus.py      │
│  c4_meta_monitor.py — self-awareness deque  │
├──────────────────────────────────────────────┤
│  Defenses: Anti-Deadlock, Anti-Emergence,    │
│  Anti-Hijack, Circuit Breaker, O₂ Kill-Switch│
├──────────────────────────────────────────────┤
│  Red Team Lab: AOC scenarios, experiment     │
│  runner, LLM client, adapters                │
├──────────────────────────────────────────────┤
│  Routing: Smart Router, Quarantine,          │
│  Antifragile Scoring (capped growth)         │
└──────────────────────────────────────────────┘

4 个分类器投票：

  • ONNX_BERT：通过量化模型（737KB，约 50ms）计算 C4 认知坐标（T,S,A）
  • RuleBased：80+ 正则模式，覆盖注入、越狱、角色扮演、权限绕过
  • Heuristic：32 个危险词 + C4 轴分析 + 语义密度指标
  • LLM_SEMANTIC：Ollama/DeepSeek——语义攻击分类（约 300ms）

双分类器 OR 逻辑：BERT + RuleBased 作为主门控，带 OR 回退——只要任一分类器标记输入，即进入防御层。任何单一分类器都不会成为瓶颈。

📁 项目结构

root@kitploit:~
c4-meta-system/
├── v4_1/
│   ├── core/
│   │   ├── pipeline.py                  # Main entry points (re-exports)
│   │   ├── __main__.py                  # HTTP server entrypoint for Docker
│   │   ├── pipeline_stages.py           # Individual processing stages
│   │   ├── pipeline_orchestrator.py      # Main orchestration (thread-safe)
│   │   ├── result_factory.py             # Standardized C4v4Result factory
│   │   ├── event_bus.py                  # Organic event bus (atexit cleanup)
│   │   └── c4_meta_monitor.py            # Z³ self-awareness (deque bounded)
│   ├── security/
│   │   ├── o2_engine.py                  # O₂ defense (kill-switch self-DoS fixed)
│   │   ├── explainable_o2.py             # O₂ explainability (sampling inverted)
│   │   ├── o2_shared.py                  # Window structures (@mention comms)
│   │   ├── semantic_detector.py          # Concept graphs (normalized entanglement)
│   │   ├── secure_debug_endpoints.py     # Debug endpoints (UTC + rate limits)
│   │   ├── hardening.py                  # Model signing / admin token verification
│   │   ├── behavioral_profiler.py        # Drift detection (thread-safe singleton)
│   │   ├── distributed_o2.py             # SQLite/Redis backend (BEGIN IMMEDIATE)
│   │   ├── swarm_orchestrator.py         # Anti-virus swarm
│   │   └── ...
│   ├── defenses/
│   │   ├── anti_deadlock.py              # Resource deadlock prevention
│   │   ├── anti_emergence.py             # State convergence (async release fixed)
│   │   └── ...
│   ├── redteam/
│   │   ├── orchestrator.py              # Main orchestrator (target_callback parsing)
│   │   ├── scenario_manager.py           # AOC scenarios management
│   │   ├── adapters/                     # LLM backend adapters
│   │   ├── experiment_executor.py        # Async execution (FPR logic fixed)
│   │   ├── experiment_services.py       # Service locator
│   │   ├── experiment_runner.py         # Web UI + REST API
│   │   ├── llm_client.py                 # Async-safe LLM client (empty choices guarded)
│   │   └── ...
│   ├── classifiers/                      # 4-classifier ensemble
│   ├── config/                           # Configuration management
│   ├── access/                           # Access control
│   ├── explainability/                   # C4 explainability
│   ├── learning/                         # Learning loop
│   ├── plugins/                          # Plugin system
│   ├── quarantine/                       # Quarantine management
│   ├── router/                           # Smart routing
│   ├── scoring/                          # Antifragile scoring
│   └── tests/                            # 240 tests (19 test files)
├── formal/                               # TLA+ specifications
├── models/                               # ONNX model + tokenizer
├── archive/Dockerfile.prepared          # Multi-stage production build (archived)
├── Dockerfile.distroless                # Distroless-ready builder pattern
├── archive/docker-compose.yml.prepared  # Full stack (Ollama + UI + Monitoring) (archived)
├── .dockerignore                        # Security-hardened exclusion list
├── infra/k8s/                           # Kubernetes manifests (hardened)
└── README.md                            # This file

🐳 Docker 部署

该系统已完全为容器化做好准备，并具备感知环境的配置。

部署选项：

root@kitploit:~
# Full stack (C4-META + Ollama + UI)
docker compose --profile experiment up -d

# Build image
docker build -t c4-meta-system -f archive/Dockerfile.prepared .

# Run with local Ollama
OLLAMA_BASE_URL=http://host.docker.internal:11434 docker run -p 8080:8080 c4-meta-system

# Red Team runner
docker build -t c4-redteam -f redteam/Dockerfile.redteam.prepared .
docker run -p 8081:8081 c4-redteam

健康检查端点

  • 核心容器：GET /health，端口 8080
  • 红队运行器：GET /health，端口 8081

🚀 快速开始

安装

root@kitploit:~
pip install -r requirements.txt
# Optional Docker deps
pip install -r requirements-docker.txt

运行核心服务器

root@kitploit:~
python -m v4_1.core
# or explicitly
python -m v4_1.core.__main__

运行红队仪表盘

root@kitploit:~
python -m v4_1.redteam.experiment_runner --web --port 8080

🏗️ Bug 修复历史

关键 Bug 修复（多轮审计共解决 60 个）

  1. Kill-Switch 自我 DoS — o2_engine.py 在 O2 禁用时不再阻止所有流量。
  2. BFT 锁竞争 — BFT 共识在临界区外运行，防止队头阻塞。
  3. 事件总线泄漏 — ThreadPoolExecutor 现在通过 atexit 清理；异步回调使用 run_coroutine_threadsafe()。
  4. O2 采样反转 — explainable_o2.py 现在正确采样 sample_rate 比例，而非 1 - sample_rate。
  5. 虚假通信网状结构 — o2_shared.py 仅记录显式的 @agent 提及，而非全连接派系。
  6. 纠缠误报 — semantic_detector.py 在阈值比较前对概念计数进行归一化。
  7. 目标回调逻辑 — 红队编排器和执行器现在正确解析防御响应中的 blocked/quarantined，而非假设成功 = 已阻止。
  8. 调试端点加固 — 会话按 IP 限制，时间戳使用 UTC，清理使用一致的时间基准。

📊 基准测试结果

来自 C4 防御流水线的 4 个数据集和 2000 个对抗性变体的完整基准测试结果。

完整报告请参见 c4protocol/BENCHMARK_RESULTS.md。

注意： 生产环境下的分布式 O₂ 需要 Redis 集群。开发环境可使用单节点模式（参见部署指南）。

📊 状态

红队挑战

C4-META 的防御很强大——但没有任何系统是完美的。如果您发现了能够绕过集成分类器、AoC 防御模块或 O₂ 引擎的提示词，我们希望您告知我们。

报告绕过：

  • GitLab Issues: https://gitlab.com/cognitive-functors/c4-meta-system/-/issues
  • 邮箱：[email protected]

我们需要： 绕过提示词、预期响应，以及哪个防御层失效。我们将在安全名人堂中对所有报告者表示感谢。

C4-META v1.0.0-alpha — 多层 AI 防御研究原型。内部验证已完成。外部审计待进行。

下载工具
  • 管理员令牌哈希统一 — access/capabilities.py 和 security/hardening.py 均支持 bcrypt 和 SHA256。
  • 模型签名失败关闭 — 若 C4_MODEL_SIGNING_KEY 未设置，ModelIntegrityVerifier 抛出 RuntimeError。
  • 第 5 轮回归修复 — 消除 explainable_o2.py 死锁（不再阻塞事件循环线程）。
  • Redis URL 验证 — 修复 distributed_o2.py 的正则表达式，实际强制仅限 localhost 的 Redis URL。
  • 事件总线执行器投递 — 在初始化/发布时捕获主循环引用，使异步回调能从线程池正确投递。
  • O₂ 数据竞争 — process_message() 中对 _active_threat 的读取现在受锁保护。
  • 阈下检测器边界 — Token/上下文/共现缓存现在具有可配置的最大大小，以防止无界内存增长。
  • 提示词注册表路径安全 — save_to_file / load_from_file 现在基于安全的基础目录解析，而非有缺陷的前缀检查。
  • 常量时间比较 — phase3.py 始终对两个操作数进行哈希，消除长度分支中的时序侧信道。
  • 原子持久化 — experiment_reporter、decision_logger、orchestrator、experiment_runner 和 hardening.py 中的所有 JSON/JSONL/文本写入均使用临时文件 + 原子重命名。
  • Docker UID 固定 — archive/Dockerfile.prepared 现在在 UID/GID 1000 处显式创建用户/组，与 K8s runAsUser 匹配。
  • K8s Secret 管理 — deployment.yaml 引用 c4-meta-api-keys Secret 进行 API 密钥注入；示例清单已添加到 secrets.yaml。
  • 熔断器抖动 — 恢复时间现在使用真正的 ±50% 抖动，而非仅延长。
  • 熔断器认证 — disable() 和 reenable() 需要 CIRCUIT_BREAKER_AUTH_TOKEN 哈希。
  • 集成调试认证 — vote_debug() 使用常量时间比较验证 C4_ADMIN_TOKEN_HASH。
  • 特征提取器修复 — SentimentExtractor 不再对单词去重；ComplexityExtractor 将值限制在 [0, 1]。
  • 自适应对抗桩 — Unicode 混淆、同形字符和零宽字符变异策略现在具有真实实现。
  • 反劫持清理 — 移除了未使用的 _goal_history；OmegaPrioritizer 使用 deque(maxlen=1000) 实现 O(1) 淘汰。
  • 收敛监视器锁顺序 — 消除了 ConvergenceMonitor 与 PhiAttractorCalculator 之间的嵌套加锁。
  • 时区感知 — o2_shared.py 使用 datetime.now(timezone.utc) 而非朴素 datetime。
  • 智能路由器死代码 — 移除了未使用的 _regenerate_session 私有方法。
  • 实验运行器桩 — AOC 类别运行器现在调度到实际攻击实现，而非 {"status": "simulated"}。
  • O₂ 活跃威胁清除 — 窗口分析安全时现在清除 _active_threat；首次检测后不再永久保持。
  • 流水线危险请求处理 — vote_result.is_dangerous=True 现在返回阻止结果，而非落入 ALLOW。
  • 匿名会话隔离 — 每个无效会话获得唯一的匿名 ID；不再通过共享 anon_anonymous 产生跨用户状态污染。
  • 访问控制器单例 — get_access_controller() 现在使用双重检查锁定，防止初始化时的竞态条件。
  • 学习循环单例 — get_learning_loop() 现在使用双重检查锁定，防止初始化时的竞态条件。
  • 双人规则线程安全 — pending_operations 和 approved_operations 受 threading.Lock 保护。
  • 延迟执行线程安全 — pending 字典受 threading.Lock 保护。
  • Ollama 回退 URL — 已更正为 /v1/chat/completions，而非裸 /chat/completions。
  • 单调延迟 — 所有延迟计算使用 time.monotonic() 而非 time.time()，以防止 NTP 调整时出现负延迟。
  • 事件总线弃用 API — 移除了对已弃用的 asyncio.get_event_loop() 的回退。
  • O₂ 最终结果竞争 — _analyze_window() 中对 _last_result 的写入现在受锁保护。
  • 安全过滤器自定义模式 — _compile_*_regex() 现在使用传入的 patterns 参数，而非忽略它。
  • 安全过滤器重复调用 — filter_attack_prompt() 现在只进行一次过滤器调用，而非重复统计。
  • LLM 客户端单例锁 — _get_lock() 使用线程锁，防止 asyncio.Lock 创建时的竞争。
  • 认知快照不可变性 — snapshot_cognition() 存储 C4Coordinate 的副本，而非可变引用。
  • 状态转换不可变性 — transition_to() 复制传入的 C4Coordinate，而非保留引用。
  • 路径遍历修复 — _save_results() 在解析之前检查遍历，并确保路径保持在基础目录内。
  • 会话所有权修复 — create_session() 在返回现有会话 ID 之前验证用户所有权。
  • 重试异常 — 默认 retryable_exceptions 从 (Exception,) 改为 (ConnectionError, TimeoutError, OSError)。
  • 令牌验证器审计日志 — _audit_log 现在使用 deque(maxlen=10000) 防止无界增长。
  • 令牌验证器死锁 — revoke_all_for_subject() 使用一致的锁顺序（revoked → used）。
  • 管理员令牌一次性使用 — verify_admin_token() 传入 consume_single_use=False，避免在验证时消耗令牌。
  • BFT 共识锁 — reach_consensus() 现在受 threading.Lock 保护。
  • 模糊测试 RNG — generate_random_string() 使用 secrets.SystemRandom() 而非 random。
  • 决策记录器 KeyError — _describe_z_state() 正确处理 T=-1。
  • 决策记录器查询 — 时间范围过滤器现在应用于已过滤的结果，而非丢弃之前的过滤器。
  • O₂ Kill Switch 重置 — reset_threat_state() 现在实际清除 manual_quarantine 和紧急状态。
  • O₂ Kill Switch 审计 — unquarantine_agent() 仅在代理实际被隔离时才记录审计。
  • 实验报告器防护 — build_report() 使用与 control_metrics 相同的模式防护空的 treatment_metrics。
  • 反脆弱增长上限 — antifragile_growth 上限设为 1,000,000.0，防止无界浮点增长。
    • 指标值
    对抗样本检测率80.3%
    鲁棒性评分1.25
    干净样本检测率（AoC）70.9%
    误报率14.6%
    LLM C4 拦截率96.7%
    GPT-4o-mini ASR 降低10.7% → 0.7%（93.2%）
    Mistral 7B ASR 降低22.5% → 0.5%（97.6%）
    指标值
    版本1.0.0 FINAL
    状态研究原型（内部验证已完成）
    测试240 个测试（19 个测试文件）
    分类器4（ONNX_BERT、RuleBased、Heuristic、LLM_SEMANTIC）
    防御层4（输入净化 → 语义分析 → 行为分析 → 元观察器）
    AoC 防御16（11 个原始 + 5 个扩展）
    ThoughtVirus2 层防御（正则 + C4 轨迹）
    SVETILO已集成 7 个印章
    Bug 修复跨多轮审计解决 60+ 个
    Docker 构建通过（多阶段，distroless 就绪）
    K8s 清单就绪（已使用 secretKeyRef 加固）
    许可证BSL 1.1