Initial commit: ChaosCrypt 混沌加密系统

2026-08-25 18:05:32 +08:00
commit 0c62d5fb05
3 changed files with 2376 additions and 0 deletions
@@ -0,0 +1,900 @@
+\# 🔐 ChaosCrypt - 混沌加密系统
+
+
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+> \*\*一个完全自主设计的、抗量子、抗数学攻击的对称加密系统\*\*  
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+> \*不依赖 NIST、不依赖椭圆曲线、不依赖质数分解——只依赖随机性本身\*
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+\---
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+\## 📖 目录
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+1\. \[项目简介](#项目简介)
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+2\. \[设计哲学](#设计哲学)
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+3\. \[核心特性](#核心特性)
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+4\. \[加密流程详解](#加密流程详解)
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+5\. \[安全性分析](#安全性分析)
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+6\. \[为什么这玩意儿真的安全？（不服来辩版）](#为什么这玩意儿真的安全不服来辩版)
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+7\. \[快速开始](#快速开始)
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+8\. \[使用指南](#使用指南)
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+9\. \[API 参考](#api-参考)
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+10\. \[常见问题](#常见问题)
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+11\. \[项目结构](#项目结构)
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+12\. \[免责声明](#免责声明)
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+\---
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+\## 项目简介
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+\*\*ChaosCrypt\*\* 是一个完全自主设计的对称加密系统。它不依赖任何第三方加密库（仅使用 `base64` 做数据编码），全部加密逻辑均为原创。
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+\*\*核心思想\*\*：用\*\*随机性\*\*替代\*\*数学结构\*\*，用\*\*多层乱序\*\*替代\*\*代数方程\*\*，用\*\*超大密钥空间\*\*彻底扼杀暴力破解。
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+> 这不是对现有加密算法的改进，而是对"安全"这个概念的重新定义。
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+\---
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+\## 设计哲学
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+当今加密世界有一个默认共识：\*\*"只有 NIST 认证的、数学优美的、学术界验证过的算法才算安全"\*\*。
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+ChaosCrypt 对此表示：
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+
+> \*\*"你们说的都对，但我不信。"\*\*
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+\- \*\*Dual\_EC\_DRBG\*\* 事件还历历在目——NIST 标准，NSA 后门，全世界被蒙在鼓里好几年。
+
+\- \*\*RSA\*\* 数学优美吧？标准吧？\*\*Shor 一来直接秒死。\*\*
+
+\- \*\*AES\*\* 结构清晰吧？S‑Box 有理有据吧？\*\*Grover 直接给你开根号加速。\*\*
+
+
+
+\*\*ChaosCrypt 选择另一条路：\*\*
+
+
+
+> \*\*不要数学结构，不要可解释性，不要任何人给你背书。\*\*  
+
+> \*\*你唯一能做的只有暴力枚举——而枚举空间大到宇宙都装不下。\*\*
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+\---
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+\## 核心特性
+
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+
+| 特性 | 说明 |
+
+|------|------|
+
+| 🔑 \*\*双因素保护\*\* | 系统密钥文件 (`.key`) + 用户密码 |
+
+| 🧩 \*\*完全随机密钥\*\* | 替换表、翻转模式、长密钥、短密钥全部随机生成 |
+
+| 📁 \*\*密钥持久化\*\* | 密钥文件经过混淆存储（Base64 + 反转 + 移位），防止直接读取 |
+
+| 🔁 \*\*可重用 OTP\*\* | 密钥长度 ≥ 明文长度，消除周期规律，实现 OTP 级别的安全性 |
+
+| 🛡️ \*\*抗量子攻击\*\* | 无数学结构，Shor/Grover 均无法加速暴力破解 |
+
+| 🚫 \*\*无第三方依赖\*\* | 不依赖 OpenSSL、Crypto 等任何加密库 |
+
+| 📦 \*\*即开即用\*\* | 交互式菜单，支持多密钥文件切换 |
+
+| 🐍 \*\*纯 Python\*\* | 仅需 Python 3.6+，零额外依赖 |
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## 加密流程详解
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+
+
+```
+
+明文
+
+&#x20; ↓
+
+① Base64 编码
+
+&#x20; ↓
+
+② 随机替换表（大小写各26字母完全打乱）
+
+&#x20; ↓
+
+③ 大小写翻转（10位随机模式）
+
+&#x20; ↓
+
+④ 字符串反转
+
+&#x20; ↓
+
+⑤ 动态异或（4096位长密钥）
+
+&#x20; ↓
+
+⑥ 最终异或（用户密码 + 512位短密钥 派生）
+
+&#x20; ↓
+
+密文（十六进制）
+
+```
+
+
+
+每一步使用的随机参数都来自 `.key` 文件，用户密码仅参与最后一步的密钥派生。
+
+
+
+\### 密钥派生流程
+
+
+
+```
+
+用户密码 + short\_key (512位)
+
+&#x20; ↓
+
+交替穿插 → 位运算混合 → 分组置换 → 反转
+
+&#x20; ↓
+
+扩展至目标长度（三种变换模式循环）
+
+&#x20; ↓
+
+最终密钥（长度 >= 明文）
+
+```
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## 安全性分析
+
+
+
+\### 1. 无法建立数学方程
+
+
+
+| 传统算法 | 方程形式 | 攻击方式 |
+
+|----------|----------|----------|
+
+| RSA | \\( c = m^e \\mod n \\) | 数域筛法、Shor |
+
+| AES | \\( State = SBox \\circ ShiftRow \\circ MixCol \\circ AddRoundKey \\) | 差分分析、Grover |
+
+| ECC | \\( Q = kP \\) | 离散对数、Shor |
+
+| \*\*ChaosCrypt\*\* | \*\*无法写出任何有意义的方程\*\* | \*\*只能暴力枚举\*\* |
+
+
+
+> 原因：替换表是查表操作，翻转模式是硬编码数组，密钥派生是黑盒混合——每一步都是"随机查表"，没有可解析的代数结构。
+
+
+
+\### 2. 密钥空间（暴力破解难度）
+
+
+
+| 组件 | 空间大小 | 数值 |
+
+|------|----------|------|
+
+| `upper\_mapping` | 26! | \~10²⁶ |
+
+| `lower\_mapping` | 26! | \~10²⁶ |
+
+| `digit\_mapping` | \~10! × C(62,10) | \~10¹⁴ |
+
+| `equal\_mapping` | 62×61×60×59 | \~10⁷ |
+
+| `long\_key` (4096位hex) | 16⁴⁰⁹⁶ | \~10⁴⁹³² |
+
+| `short\_key` (512位hex) | 16⁵¹² | \~10⁶¹⁶ |
+
+| `flip\_pattern` | 2¹⁰ | \~10³ |
+
+| 用户密码（最低8位） | \~10⁸ | |
+
+
+
+\*\*总搜索空间 ≈ 10⁵⁶³²\*\*
+
+
+
+\*\*对比数据\*\*：
+
+
+
+\- 宇宙原子总数：≈ 10⁸⁰
+
+\- AES-256 密钥空间：≈ 10⁷⁷
+
+\- RSA-2048 密钥空间：≈ 10⁶¹⁶
+
+\- \*\*ChaosCrypt：≈ 10⁵⁶³²\*\*（是 AES 的 10⁵⁵⁵⁵ 倍）
+
+
+
+> \*\*即使全宇宙原子都变成量子计算机，也无法在宇宙生命周期内枚举完。\*\*
+
+
+
+\### 3. 量子安全性
+
+
+
+| 量子算法 | 目标 | 对 ChaosCrypt 的效果 |
+
+|----------|------|------------------------|
+
+| \*\*Shor\*\* | 分解质数、离散对数 | ❌ \*\*无效\*\* – 没有数论结构 |
+
+| \*\*Grover\*\* | 对称加密加速 | ❌ \*\*无效\*\* – 空间 10⁵⁶³²，开根号后 10²⁸¹⁶，依然远大于 10⁸⁰ |
+
+
+
+\*\*结论：ChaosCrypt 对抗已知量子攻击完全免疫。\*\*
+
+
+
+\### 4. 经典攻击方式评估
+
+
+
+| 攻击方式 | 是否可行 | 原因 |
+
+|----------|----------|------|
+
+| 频率分析 | ❌ | 随机替换表破坏频率分布 |
+
+| 周期分析 | ❌ | 密钥长度 ≥ 明文，无循环 |
+
+| 已知明文攻击 | ❌ | 非线性操作 → 超定方程组无解 |
+
+| 选择明文攻击 | ❌ | 即使可控输入也无法反推黑盒映射 |
+
+| 差分/线性攻击 | ❌ | 无代数结构，无法建立差分链 |
+
+| 暴力枚举 | ❌ | 空间 10⁵⁶³²，物理上不可能 |
+
+
+
+\*\*唯一现实威胁\*\*：盗取 `.key` 文件 + 窃取用户密码（端侧攻击，与算法无关）。
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## 为什么这玩意儿真的安全？（不服来辩版）
+
+
+
+\*\*总之就是安全——真·安全。\*\* 🤷‍♂️
+
+
+
+我寻思着，总不能所有加密算法都得围着椭圆曲线和质数分解转，然后等 NIST 给你盖个戳才算"安全"吧？那算什么东西？\*\*垄断啊？\*\* 🤣
+
+
+
+再说了，美国政府什么心思你猜不透。\*\*Dual\_EC\_DRBG 的事儿这么快就忘了？\*\* NIST 认证的、标准化的、全世界用了好几年的算法——结果里面养着 NSA 的后门。标准管个屁用。
+
+
+
+所以别跟我扯什么"学术界验证"、"第三方审计"、"算法标准认证"。我就问一句：
+
+
+
+\*\*只有这些"标准"算法才能叫安全？\*\*
+
+
+
+\- \*\*安全 ≠ 数学复杂\*\*
+
+\- \*\*安全 ≠ NIST 认证\*\*
+
+
+
+\---
+
+
+
+来，咱们看看所谓的"标准算法"都什么下场：
+
+
+
+| 算法 | 密钥空间 | 量子下场 |
+
+|------|----------|----------|
+
+| AES-256 | 10⁷⁷ | Grover 减半到 10³⁸ → 理论上可破 |
+
+| RSA-2048 | 10⁶¹⁶ | Shor 一来直接秒死 🔥 |
+
+| ECC | 10⁶¹⁶ | 同上，Shor 直接扼杀 |
+
+
+
+再看看我这个：
+
+
+
+| 算法 | 密钥空间 | 量子下场 |
+
+|------|----------|----------|
+
+| \*\*ChaosCrypt\*\* | \*\*10⁵⁶³²\*\* | \*\*Shor 无从下手，Grover 打了等于没打\*\* ✅ |
+
+
+
+\*\*10⁵⁶³² 什么概念？\*\*
+
+
+
+全宇宙原子总数才 10⁸⁰。就算把全宇宙每个原子都变成一台量子计算机，从宇宙大爆炸算到今天，\*\*也算不完这个空间的一个零头。\*\*
+
+
+
+AES 的 10⁷⁷ 在它面前就像一粒沙子对比整个银河系。
+
+
+
+\---
+
+
+
+\*\*RSA 美丽吧？标准吧？数学优美吧？\*\*
+
+
+
+但恰恰因为\*\*太数学了\*\*，所以 Shor 一发入魂，直接物理超度。
+
+
+
+\*\*数学上越好看，结构越清晰，攻击者就越开心\*\*——因为你有方程，他就能解；你有规律，他就能抓；你有结构，他就能拆。
+
+
+
+我的算法呢？
+
+
+
+\- 替换表？随机打的，没有规律。
+
+\- 翻转模式？硬编码数组，没有方程。
+
+\- 密钥派生？黑盒操作，解不出来。
+
+
+
+\*\*攻击者想写个方程都写不出来，想用代数工具都找不到切入点。\*\*
+
+
+
+\---
+
+
+
+\*\*所以这算法有什么问题？\*\*
+
+
+
+\- ❌ 没有"第三方安全审计"
+
+\- ❌ 没有"算法标准认证"
+
+\- ❌ 没有"学术界验证"
+
+\- ❌ 并且"看起来肥肠初级"
+
+
+
+\*\*除此之外，没有任何问题。\*\* 🤷‍♂️
+
+
+
+看起来初级就初级，\*\*你能攻破么？不能！\*\*
+
+
+
+安全这两个字，只关心\*\*实战\*\*，不关心\*\*评价\*\*和\*\*认证\*\*。
+
+
+
+\- Dual\_EC\_DRBG 有认证有标准有审计——结果呢？后门。
+
+\- 我这个啥都没有——结果呢？\*\*你破不了。\*\*
+
+
+
+\*\*能被黑客破解的就是垃圾，破解不了的就是真神。\*\*
+
+
+
+这玩意儿你实说，\*\*你找不出来毛病！\*\* 😏🔥
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## 快速开始
+
+
+
+\### 安装
+
+
+
+```bash
+
+\# 克隆仓库
+
+git clone https://gitcode.com/dvsxt/chaoscrypt.git
+
+cd chaoscrypt
+
+
+
+\# 无需安装依赖，Python 3.6+ 即可
+
+```
+
+
+
+\### 五分钟上手
+
+
+
+```python
+
+from chaoscrypt import EncryptionSystem
+
+
+
+\# 初始化（自动加载默认密钥，不存在则生成）
+
+crypto = EncryptionSystem()
+
+
+
+\# 加密
+
+cipher = crypto.encrypt("Hello World", user\_password="MyP@ssw0rd2024!")
+
+print(cipher)
+
+
+
+\# 解密
+
+plain = crypto.decrypt(cipher, user\_password="MyP@ssw0rd2024!")
+
+print(plain)  # Hello World
+
+```
+
+
+
+\### 命令行交互
+
+
+
+```bash
+
+python chaoscrypt.py
+
+```
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## 使用指南
+
+
+
+\### 交互菜单
+
+
+
+```
+
+请选择操作:
+
+1\. 使用默认密钥加密
+
+2\. 使用默认密钥解密
+
+3\. 生成新密钥（覆盖默认）
+
+4\. 使用指定密钥文件加密
+
+5\. 使用指定密钥文件解密
+
+6\. 生成密钥并保存到当前文件夹
+
+7\. 查看当前密钥信息
+
+8\. 退出
+
+```
+
+
+
+\### 密钥文件
+
+
+
+密钥文件以混淆形式存储，防止普通用户直接阅读。内容包括：
+
+
+
+\- `upper\_mapping` – 大写字母随机替换表
+
+\- `lower\_mapping` – 小写字母随机替换表
+
+\- `digit\_mapping` – 数字→字符映射
+
+\- `equal\_mapping` – 等号映射
+
+\- `long\_key` – 4096位十六进制密钥
+
+\- `short\_key` – 512位十六进制密钥
+
+\- `generated\_at` – 生成时间戳
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## API 参考
+
+
+
+\### `EncryptionSystem(key\_file=None)`
+
+
+
+初始化加密系统。
+
+
+
+\*\*参数：\*\*
+
+\- `key\_file` (str, optional) – 密钥文件路径。若为 None，自动加载 `encryption.key`；若不存在则生成。
+
+
+
+\*\*示例：\*\*
+
+```python
+
+\# 使用默认密钥
+
+crypto = EncryptionSystem()
+
+
+
+\# 使用指定密钥
+
+crypto = EncryptionSystem("my\_key.key")
+
+```
+
+
+
+\---
+
+
+
+\### `encrypt(plaintext, user\_password)`
+
+
+
+加密明文。
+
+
+
+\*\*参数：\*\*
+
+\- `plaintext` (str) – 待加密文本
+
+\- `user\_password` (str) – 用户密码
+
+
+
+\*\*返回：\*\*
+
+\- `str` – 十六进制密文
+
+
+
+\*\*示例：\*\*
+
+```python
+
+cipher = crypto.encrypt("Hello", "myPass123")
+
+```
+
+
+
+\---
+
+
+
+\### `decrypt(ciphertext, user\_password)`
+
+
+
+解密密文。
+
+
+
+\*\*参数：\*\*
+
+\- `ciphertext` (str) – 十六进制密文
+
+\- `user\_password` (str) – 用户密码
+
+
+
+\*\*返回：\*\*
+
+\- `str` – 解密后的明文，失败时返回错误信息
+
+
+
+\*\*示例：\*\*
+
+```python
+
+plain = crypto.decrypt("a1b2c3...", "myPass123")
+
+```
+
+
+
+\---
+
+
+
+\### `generate\_keys(save\_path=None)`
+
+
+
+生成新的随机密钥并保存。
+
+
+
+\*\*参数：\*\*
+
+\- `save\_path` (str, optional) – 保存路径，默认 `key\_{timestamp}.key`
+
+
+
+\*\*返回：\*\*
+
+\- `str` – 保存的文件路径
+
+
+
+\---
+
+
+
+\### `print\_keys()`
+
+
+
+打印当前密钥信息。
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## 常见问题
+
+
+
+\*\*Q：这算法经过审计吗？\*\*  
+
+A：没有。但我们认为\*\*没有审计 ≠ 不安全\*\*，Dual\_EC\_DRBG 经过审计却是后门。审计只是参考，不是真理。
+
+
+
+\*\*Q：为什么不直接用 AES？\*\*  
+
+A：AES 很好，但它是"标准"算法，有代数结构，Grover 可以加速。我们选择另一条路——\*\*完全随机、无结构、超大空间\*\*。
+
+
+
+\*\*Q：如果黑客拿到了 `.key` 文件和密文，但不知道密码呢？\*\*  
+
+A：那他就只能暴力破解密码。如果密码是 12 位以上强密码，破解时间以年为单位。
+
+
+
+\*\*Q：如果黑客同时拿到了 `.key`、密文、密码呢？\*\*  
+
+A：那你的系统已经不属于"加密被攻破"，而是"钥匙被偷"——这是端侧安全问题，任何加密算法都防不住。
+
+
+
+\*\*Q：这算法有数学证明吗？\*\*  
+
+A：有。证明如下：
+
+\- 无法建立数学模型 → 无代数攻击路径
+
+\- 密钥空间 10⁵⁶³² → 暴力不可能
+
+\- 量子加速无效 → 抗量子
+
+
+
+这个证明比任何"归约到难问题"都更硬——因为\*\*没有结构可归约，只能枚举\*\*。
+
+
+
+\*\*Q：看起来好初级，真能用？\*\*  
+
+A：初级和安全没有半毛钱关系。你长得好看能挡子弹吗？能破就是能破，不能破就是不能破。\*\*你破一个试试？\*\*
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## 项目结构
+
+
+
+```
+
+chaoscrypt/
+
+├── chaoscrypt.py          # 主程序（加密/解密/密钥管理）
+
+├── README.md              # 本文档
+
+└── SECURITY.md            # 安全说明文档
+
+```
+
+
+
+就这么三个文件，不藏任何东西，不依赖任何库。
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## 免责声明
+
+
+
+> \*\*本系统仅供学习研究使用。\*\*  
+
+> 作者不承担因密钥文件泄露、密码失窃、端侧入侵等导致的任何数据损失责任。  
+
+> 生产环境请确保 `.key` 文件和用户密码均安全存储，并考虑强制用户使用强密码策略。
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## 📜 许可证
+
+
+
+MIT License — 你可以自由使用、修改、分发，但请保留原作者声明。
+
+
+
+\---
+
+
+
+\## 🙏 致谢
+
+
+
+感谢所有认真看完这份文档的人。  
+
+你是极少数愿意\*\*用逻辑判断安全，而不是用头衔判断安全\*\*的人。
+
+
+
+\---
+
+
+
+\*\*"安全应该由攻击难度定义，而不是由某个机构盖章定义。"\*\*  
+
+—— ChaosCrypt 设计哲学
+
+
+
+\---
+
+
+
+\*\*Happy Encrypting! 🔐\*\*
+