🛡️ crypto container

💻

مخرجات الحاوية الحية

root@heroban:~/crypto_vault_tty

bash

[Crypto_Vault] Starting up...

[Crypto_Vault] IPC Buffer at: 0x600000

[Crypto_Vault] Endpoint Slot: 0x4

[Crypto_Vault] Entering IPC Event Loop...

--------------------------------------------------------

> [Crypto_Vault] handle_split_secret: START

> [Crypto_Vault] handle_split_secret: splitting

> [Crypto_Vault] handle_split_secret: DONE

⚡

التشفير عبر الذاكرة المشتركة (Zero-Copy)

توضيح لكيفية استخدام حاوية Crypto للذاكرة الثابتة (0x5F0000) للتعامل مع البيانات الضخمة (حتى 4000 بايت) دون استهلاك مكدس النظام أو استخدام ذاكرة ديناميكية.

🦀 Rustsrc/crypto_handlers_shared.rs

pub fn handle_encrypt_shared(msg: &IpcMessage) -> IpcMessage {
    let len = msg.mr[0] as usize;
    if len > 4000 { return IpcMessage::error(5); }
    
    // ربط الذاكرة المشتركة
    let shared_mem = unsafe { core::slice::from_raw_parts_mut(0x5F0000 as *mut u8, 4096) };
    
    // ... [تهيئة مفاتيح التشفير] ...
    let mut cipher = vault_crypto::chacha20::ChaCha20::new(&key, &nonce, 1);
    
    // التشفير في المكان (In-Place) لعدم تجاوز مساحة الذاكرة
    cipher.process(&mut shared_mem[..len]);
    
    // ... [توليد Tag الـ Poly1305] ...
    shared_mem[len..len + 16].copy_from_slice(&tag);
    IpcMessage::with_words(MessageTag::Ok, (len + 16) as usize, 0, 0, 0)
}

📡

أوامر الاستدعاء (IPC Message Tags)

هذه هي الأوامر التي تدعمها حاوية التشفير عبر نظام تمرير الرسائل الخاص بـ seL4.

MessageTag::Ping

يرد بـ MessageTag::Pong للتحقق من الاتصال وعمل الخادم.

MessageTag::Encrypt

يستقبل بيانات (Payload) عبر IPC، يشفرها بـ ChaCha20 ويضيف 16-byte Poly1305 Tag.

MessageTag::Decrypt

يستقبل بيانات عبر IPC، يتحقق من הـ Tag، وإن صحّ يفك تشفير الـ Payload ويعيده.

MessageTag::EncryptShared

يشفر بيانات كبيرة (حتى 4000 بايت) موجودة في الذاكرة المشتركة (0x5F0000) مع دعم المصادقة (AEAD).

MessageTag::DecryptShared

يفك التشفير للبيانات الموجودة في الذاكرة المشتركة (0x5F0000) بناءً على الطول المُعطى في mr[0].

MessageTag::SplitSecret

يستقبل Payload يحتوي على [N, K, Secret..] ويقوم بتقسيمه عبر Shamir (GF256) إلى N حصص ونسخها للذاكرة المشتركة.

MessageTag::ReconstructSecret

يقرأ K حصص من الذاكرة المشتركة، ويعيد بناء السر باستخدام استيفاء لاغرانج، ثم يعيده عبر IPC Payload.

_ (Unknown)

أي طلب غير معروف يطبع رسالة خطأ مع الـ Tag السداسي العشري (Hex) ويعيد MessageTag::Err(1).

⚙️

الوظائف والمهام الأساسية

# 01

🔒

التشفير المتماثل والمصادق (AEAD)

استخدام خوارزمية ChaCha20 مع Poly1305. يتم تشفير البيانات مع AAD ثابت (Sumer) لضمان حمايتها من التلاعب (Tampering) أثناء النقل.

# 02

⚡

دعم الذاكرة المشتركة (Shared Memory)

تجاوز حدود رسائل الـ IPC (التي لا تتخطى بضع بايتات) عبر استخدام كتلة ذاكرة على العنوان الثابت 0x5F0000 بحجم 4KB لنقل وتشفير البيانات الضخمة (Zero-Copy).

# 03

🧩

تقسيم الأسرار (Shamir's Secret Sharing)

تطبيق مخصص لخوارزمية شامير يعتمد على حقل GF(2^8) (بدون مكتبات خارجية). يدعم حتى 5 حصص (Shares) وأسرار تصل إلى 64 بايت.

# 04

🛡️

أمان بيئة التنفيذ (Zero-Heap & No_std)

الاعتماد على بيئة خالية تماماً من تخصيص الذاكرة الديناميكي غير الآمن، واستخدام مكدس مخصص (BOOT_STACK بحجم 64KB) لضمان أقصى درجات الأمان من هجمات الذاكرة.

📁

توثيق الملفات البرمجية المصدريّة

بنية مجلد `src` في مسار `Hasn-Sel4/containers/crypto_vault/src` وتحليل كل ملف سطرًا بسطر بناءً على قراءة دقيقة للكود المصدري الفعلي.

🦀

src/main.rs

Entry Point

containers/crypto_vault/src/main.rs

48 سطر

نقطة الدخول للحاوية. يقوم بتهيئة BOOT_STACK بحجم 64KB، تحميل talc_alloc، وطباعة عنوان الـ IPC Buffer والـ Endpoint Slot ثم تحويل التحكم إلى server::start_server().

🔍 أهم العناصر

Stack Size65536 بايت (64KB)

Panic Handlerيطبع [!] CRYPTO_VAULT PANIC! ويدخل في حلقة Yield

📡

src/server.rs

IPC Server

containers/crypto_vault/src/server.rs

28 سطر

يحتوي على حلقة الأحداث (Event Loop) الرئيسية باستخدام Receiver::serve. يستمع لـ 7 أنواع من الرسائل ويقوم بتوجيهها للمعالجات الصحيحة.

🔍 أهم العناصر

ReceiverReceiver::new(endpoint_slot, ipc_buffer)

Tags HandledPing, Encrypt, Decrypt, ... Shared & Secret

🔐

src/crypto_handlers.rs

Standard IPC Crypto

containers/crypto_vault/src/crypto_handlers.rs

69 سطر

معالجة عمليات التشفير وفك التشفير عبر حزم IPC (حجم صغير). يستخدم ChaCha20-Poly1305 مع AAD بقيمة "Sumer".

🔍 أهم العناصر

handle_encryptيضيف 16-byte Poly1305 Tag للمخرجات.

handle_decryptيتحقق بـ Poly1305::verify قبل فك التشفير.

⚡

src/crypto_handlers_shared.rs

Zero-Copy Crypto

containers/crypto_vault/src/crypto_handlers_shared.rs

100 سطر

تشفير ومصادقة البيانات التي تصل حتى 4000 بايت والموجودة مسبقاً في الذاكرة المشتركة 0x5F0000. يتم تنفيذ العملية In-Place.

🔍 أهم العناصر

Shared Memory0x5F0000

Chunk Processingيعالج البيانات كتل بحجم 16 بايت للمصادقة.

🧩

src/shamir_handlers.rs

Shamir GF(256)

containers/crypto_vault/src/shamir_handlers.rs

243 سطر

تطبيق لخوارزمية Shamir Secret Sharing باستخدام GF(2^8). يستقبل الطلب، يولد حصص (باستخدام LFSR RNG كاختبار)، ويكتب النتيجة في الذاكرة المشتركة، أو يستردها عبر استيفاء لاغرانج.

🔍 أهم العناصر

Max Secret64 bytes

Max Shares (N)5 حصص (Hardcoded Buffer)

🛠️

src/utils.rs

Utilities

containers/crypto_vault/src/utils.rs

6 سطور

يحتوي على دوال مساعدة بسيطة مثل print_hex() للتواصل مع واجهة طباعة النواة.

🔍 أهم العناصر

print_hexsel4_sys::invocations::print_hex_usize(val)

📚

المكتبات والاعتمادات (Cargo.toml)

الاعتمادات المذكورة في ملف `Cargo.toml` والمسؤولة عن تقديم الوظائف الأساسية.

# 01

مكتبتنا

⚙️

vault-crypto

libs/vault-crypto

مكتبة التشفير الأساسية (AEAD ChaCha20-Poly1305) المجهزة خصيصاً للعمل في بيئة Bare-metal الخالية من الذاكرة الديناميكية.

# 02

ليست مكتبتنا

⚙️

talc-alloc

libs/talc-alloc

مُخصص ذاكرة ديناميكية (Allocator) مبني على مكتبة Talc يُستخدم لتلبية احتياجات الذاكرة في بعض الحالات المتقدمة (رغم أن التصميم يعتمد بشكل رئيسي على Zero-Heap).

# 03

مكتبتنا

⚙️

ipc-sync

libs/ipc-sync

مكتبة داخلية للتعامل مع تمرير الرسائل بين الحاويات، تحتوي على Receiver لمعالجة الـ Endpoints.

# 04

مكتبتنا

⚙️

sel4-sys

libs/sel4-sys

لتوجيه نداءات النظام (Syscalls) للـ Microkernel مثل seL4_Yield() والطباعة.