QSP是一个基于格密码学的综合性安全系统，专注于提供抗量子计算攻击的加密通信、身份认证和秘密文件共享与传输功能。本系统利用格密码的抗量子特性，结合P2P网络、可靠UDP和Shamir秘密共享,项目由暨南大学杨昊文、熊逸航完成。
- 当前的加密通信方式大多采用传统的非对称加密算法，比如RSA,ECC等，这些算法在量子计算下存在被破解的风险，本系统严格采用 NIST 最新的 ML-KEM-512 与 ML-DSA-44 标准构建了 1.5-RTT 的安全握手协议实现后量子时代的加密通信，并借此实现了多方密钥安全协商。
- 传统的云存储服务高度依赖中心化服务器，极易遭遇单点故障，本系统通过引入 Shamir 秘密共享 (t, n) 门限算法结合本地 AES-256-GCM 加密，将机密资产打散并安全分发至 P2P 网络，实现了去中心化的秘密文件存储的安全性。
- 为解决经典的Shamir秘密共享在处理大文件时，数据量过大导致传输效率低的问题，本系统引入基于伽罗瓦域 GF(256) 的查表法进行深度优化，将乘除法时间复杂度降至 O(1)，用空间换时间，成功提高了大文件的传输与重构效率，
- 为解决复杂 NAT 网络节点直连困难、普通 UDP 难以保障弱网下大文件可靠传输以及易受重放攻击等难点，本系统通过采用基于 STUN 的 UDP 打洞技术，带有 SACK 与拥塞控制机制的 RUDP 协议，并引入高熵挑战-应答机制，在保证极低延迟的同时实现了可靠传输。
| 姓名/昵称 | GitHub ID | 贡献内容 | 联系方式 |
|---|---|---|---|
| 熊逸航 | ARS4EVER | 代码编写、测试维护、漏洞修复 | [email protected] |
| 杨昊文 | amonadam | 项目架构、代码编写、测试维护 | [email protected] |
Wheeler14H |
ARS4EVER |
amonadam |
StarMike-code |
Martin8edg |
nicolosshit |
isalpha |
kan-ner |
AlphaSheeran |
Cao Shaojie |
Shuo Liu |
Jiky-York |
QSP-main/
├── GUI/
│ └── main_window.py # 现代化 GUI 界面
├── data/
│ ├── keys/ # 身份密钥 (AES-256-GCM 加密存储)
│ │ ├── node_identity.dat # 加密的节点身份文件
│ │ ├── .vault_salt # 密钥派生盐值
│ │ └── .vault_verifier # 密码验证器
│ ├── shares/ # 资产份额和清单
│ │ ├── {文件哈希}_share_X.dat
│ │ └── .qsp_identity.pem # 节点身份证书
│ └── restored/ # 恢复的资产
│ └── recovered_{文件名}
├── image/ # 图像资源
│ └── logo.jpg # 项目 Logo
├── src/
│ ├── app/ # 应用层 (Phase 10)
│ │ ├── app_protocol.py # 应用层消息协议
│ │ ├── app_router.py # 应用层消息路由
│ │ ├── backup_manager.py # 资产备份管理器
│ │ ├── recovery_manager.py # 资产恢复管理器
│ │ ├── ui_bridge.py # UI 桥接器
│ │ └── vault_crypto.py # 本地金库加密引擎
│ ├── core/ # 核心协议层
│ │ ├── challenge_auth.py # 挑战认证协议
│ │ ├── messages.py # 协议消息定义
│ │ ├── recovery_host.py # 恢复主机逻辑
│ │ └── recovery_participant.py # 恢复参与者逻辑
│ ├── crypto_lattice/ # 格密码模块 (Phase 1)
│ │ ├── wrapper.py # 统一适配器 (ML-DSA + ML-KEM)
│ │ ├── keygen.py # 密钥生成
│ │ ├── signer.py # 标准签名器 (DilithiumSigner)
│ │ └── encryptor.py # 密钥封装 (KyberKEM)
│ ├── network/ # 网络通信模块 (Phase 2)
│ │ ├── secure_channel.py # 安全通道
│ │ ├── secure_link.py # 安全链接 (含心跳)
│ │ ├── p2p_manager.py # P2P 管理
│ │ ├── rudp.py # 可靠 UDP
│ │ ├── protocol.py # 通信协议
│ │ └── congestion.py # 拥塞控制
│ ├── secret_sharing/ # 秘密共享模块
│ │ ├── splitter.py # Shamir 分割器
│ │ ├── reconstructor.py # Shamir 重构器
│ │ └── gf256.py # GF(256) 有限域运算
│ ├── utils/ # 工具函数
│ │ ├── data_handler.py # 数据处理工具
│ │ └── logger.py # 日志工具
│ └── config.py # 全局配置
├── tests/ # 测试代码目录
├── main.py # 主程序入口
├── requirements.txt # 依赖包列表
└── README.md # 本文档
pip install -r requirements.txt# 运行所有核心测试
python -m unittest discover tests -v
# 运行特定模块测试
python -m unittest tests.test_wrapper tests.test_keygen_phase2 tests.test_signer_phase2 tests.test_encryptor_phase2 tests.test_config_phase2 tests.test_secure_channel_phase2 tests.test_holepunch_phase5 tests.test_p2p_multiplexing tests.test_rudp_sack tests.test_congestion_phase4 tests.test_secure_link_phase6 tests.test_keepalive_phase8 tests.test_vault_encryption_phase10 tests.test_large_file_streaming tests.test_recovery_streaming_phase7 tests.test_app_protocol tests.test_app_protocol_phase2 tests.test_app_router tests.test_c10_two_way_auth tests.test_c4_c9_security tests.test_c8_challenge_auth tests.test_c8_clock_sync_replay tests.test_c8_phases3_4 tests.test_c9_typo_detection tests.test_ui_sync_phase5 tests.test_integration_final -vpython main.py- 操作系统：Windows / macOS / Linux
- Python 版本：3.9 或更高
- 网络：需要互联网连接（用于 P2P 通信）
打开终端/命令提示符，运行：
python --version确保显示 Python 3.9+。
在项目目录下运行：
pip install -r requirements.txt如果遇到 pip 启动器错误（如 "Fatal error in launcher"），使用：
python -m pip install -r requirements.txt运行主程序：
python main.py启动后，会弹出一个对话框，要求输入本地金库主密码：
- 这个密码用于加密本地存储的敏感数据
- 请牢记此密码！（如果忘记，本地数据将无法恢复）
- 如果不输入，系统会使用默认密码（不推荐）
⚠️ 提示
若有项目功能方面或运行问题，请查阅Function description.md
如需调整高级参数，可编辑 src/config.py：
| 参数类 | 参数 | 说明 | 默认值 |
|---|---|---|---|
| ThresholdParams | n_participants | 默认总节点数 | 5 |
| ThresholdParams | t | 默认恢复门限 | 3 |
| NetworkParams | MTU | 网络最大传输单元 | 1400 |
| NetworkParams | HANDSHAKE_TIMEOUT | 握手超时（秒） | 5.0 |
| NetworkParams | RTO_INITIAL | 重传超时初始值（秒） | 0.2 |
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- 提交功能建议 - 有好的想法欢迎讨论
- 提交代码 - 修复 Bug 或添加新功能
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