cagoule 1.2.1

Cryptographie Algébrique Géométrique par Ondes et Logique Entrelacée

CAGOULE v1.1

z Cryptographie Algébrique Géométrique par Ondes et Logique Entrelacée

Système de chiffrement symétrique hybride fusionnant des primitives cryptographiques modernes avec des structures mathématiques issues du Concours Général Sénégalais 2025 (CGS2025).

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Architecture

Plaintext
  │
  ▼  PKCS7 pad → blocs de 16 octets → Z/pZ
  ▼
┌─────────────────────────────────────────┐
│  CBC-like interne                       │
│  1. v = m + prev_cipher mod p           │  ← mixing
│  2. w = P × v mod p                     │  ← diffusion Vandermonde
│  3. u = S-box(w)                        │  ← confusion x³+cx
│  4. c = u + round_key_Ω mod p          │  ← clé de ronde ζ(2n)
└─────────────────────────────────────────┘
  │
  ▼  ChaCha20-Poly1305 (RFC 8439) — AEAD
  │
Format CGL1 : Magic(4) | Version(1) | Salt(32) | Nonce(12) | CT | Tag(16)

Paramètres dérivés depuis le mot de passe

Paramètre	Dérivation	Rôle
n	HKDF ∈ [4, 65536]	paramètre de ζ(2n) pour les round keys
p	HKDF → nextprime(≈2⁶⁴)	corps de travail Z/pZ
µ	racine de x⁴+x²+1 dans Z/pZ ou Fp²	nœud de la matrice Vandermonde
c	HKDF → S-box x³+cx	constante de confusion
K_stream	HKDF → 256 bits	clé ChaCha20
Round keys	ζ(2n) → coefficients de Fourier → HKDF	64 clés de ronde

Constantes CGS2025

• ζ(8) = π⁸/9450 (identité vérifiée à 60 décimales)
• x₀ = 3π (solution de cos(π/4 − x/3) = −√2/2)
• ρ = (1+√5)/2 (nombre d'or)

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Installation

pip install .
# Avec dépendances de développement :
pip install ".[dev]"

Dépendances

• cryptography ≥ 42 — ChaCha20-Poly1305, HKDF, Scrypt
• mpmath ≥ 1.3 — précision arbitraire pour ζ(2n)
• argon2-cffi ≥ 23 — KDF principal (fallback Scrypt si absent)

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Utilisation

Python API

from cagoule import encrypt, decrypt, CagouleAuthError

# Chiffrement
ct = encrypt(b"Message secret", b"mon_mot_de_passe")

# Déchiffrement
plaintext = decrypt(ct, b"mon_mot_de_passe")

# Mauvais mot de passe → exception typée
try:
    decrypt(ct, b"mauvais")
except CagouleAuthError:
    print("Authentification échouée")

CLI

# Chiffrer un fichier
cagoule encrypt secret.txt -p "MonMotDePasse"

# Déchiffrer
cagoule decrypt secret.txt.cgl1 -p "MonMotDePasse"

# Inspecter (sans déchiffrer)
cagoule inspect secret.txt.cgl1

# Benchmark
cagoule bench -n 5

# Version
cagoule version

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Format CGL1

Offset	Taille	Champ
0–3	4	Magic : CGL1 (0x43474C31)
4	1	Version : 0x01
5–36	32	Salt Argon2id (inclus dans AAD)
37–48	12	Nonce ChaCha20 (96 bits)
49–N	variable	Ciphertext ChaCha20
N–N+16	16	Tag Poly1305

Overhead fixe : 65 octets.

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Structure du projet

cagoule/
├── pyproject.toml
├── README.md
└── cagoule/
    ├── __init__.py          # API publique
    ├── __version__.py       # version
    ├── cipher.py            # chiffrement CBC-like + AEAD
    ├── decipher.py          # déchiffrement inverse
    ├── params.py            # dérivation complète des paramètres
    ├── omega.py             # pilier Ω : ζ(2n) → round keys
    ├── sbox.py              # S-box x³+cx et fallback x^d
    ├── matrix.py            # matrices Vandermonde / Cauchy mod p
    ├── mu.py                # racine de x⁴+x²+1 (Z/pZ ou Fp²)
    ├── fp2.py               # extension quadratique Fp²
    ├── constants.py         # constantes CGS2025
    ├── format.py            # parsing / sérialisation CGL1
    ├── cli.py               # interface ligne de commande
    └── kat_vectors.json     # Known Answer Tests v1.1

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Tests

pytest
pytest --cov=cagoule

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Sécurité

• KDF : Argon2id (t=3, m=64 MB, p=1) — fallback Scrypt (n=2¹⁷)
• AEAD : ChaCha20-Poly1305 RFC 8439 — authentification + confidentialité
• Entropie supplémentaire : n ∈ [4, 65536] secret → les round keys sont mathématiquement irrécupérables sans n
• Tag invalide → CagouleAuthError sans fuite d'information

⚠️ Ce projet est à but académique et expérimental. Ne pas utiliser en production sans audit de sécurité indépendant.