V9-STP 是应用层抗量子安全传输协议;V9 SecureLink 是基于该协议构建的商业安全传输产品;V9 SDK 是可独立采购和集成的密码开发包。
V9 SecureLink
ML-KEM-768 + RSA-4096 混合 KEM
Data-in-Transit
V9 SDK
Rust · C ABI · WASM · TypeScript
Standalone Cryptographic SDK
πV9 加密引擎
ZeroizeOnDrop · 常量时间
Data-in-Use
| 用途 | V9 SecureLink | V9 SDK |
|---|---|---|
| 一句话 | 基于 V9-STP 的应用层后量子安全传输产品 | 可独立采购和集成的密码开发包 |
| 核心能力 | 握手、状态机、网关、代理、浏览器与桌面组件 | KEM、签名、安全封包、密钥衍生与多语言绑定 |
| 应用范围 | 浏览器、桌面与服务器之间的数据传输 | 客户应用、设备、服务端与自有协议集成 |
| 标准算法 | ML-KEM-768 混合密钥建立与 AEAD 认证加密 | ML-KEM-768、ML-DSA-65、HKDF-SHA256 与 AEAD API |
| 产品关系 | 商业安全传输产品,V9-STP 是其协议基础 | 独立商业产品,不等同于 SecureLink 客户端组件 |
| 交付方式 | 网关、代理、跨端组件与授权系统组合交付 | Rust、C ABI、WASM、TypeScript 绑定独立授权 |
专业术语:Post-Quantum Application-Layer Secure Transport Protocol (PQ-ALSTP)
· TLS 保护传输层 → πV9 保护应用层 → 即使 TLS 被攻破,V9 层仍有效
· TLS 密码套件固定 → πV9 算法可独立升级 → 不依赖浏览器/服务器更新
· TLS 依赖 CA 信任链 → πV9 密钥协商独立于 CA → 防企业代理/国家级 MITM
· 网络安全(TLS/防火墙)→ 保护传输通道 → 可能被中间人/量子破解
· 数据安全(V9-DAP)→ 保护存储数据 → 即使拖库也是密文
· 密码安全(πV9 引擎)→ 使用最新抗量子算法 → 面向未来
三者叠加 = 纵深防御:任一层被攻破,其他层继续保护
V9-STP 在标准 TCP/IP → TLS → HTTP 协议栈之上增加一层 V9 加密层,不改变底层协议
密钥封装:ML-KEM-768 ⊕ RSA-4096-OAEP(混合 KEM)→ DEK
输出:EncryptedPackage(JSON / CBOR 序列化)
L4TopSecret 安全等级下,数据依次经过四层独立加密处理,每层使用不同算法实现异构纵深防御
AES-256-GCM
π-XOR 混淆
ChaCha20-Poly1305
HMAC-SHA3-512
在 TLS 已建立的 HTTPS 连接上进行 4 步握手,协商一个 V9 会话 DEK(数据加密密钥)
🔹 握手请求 →
客户端声明协议版本、支持的 KEM 方案、安全等级偏好
发送 32 字节 client_nonce(防重放)
← 🔹 握手响应
服务端生成临时密钥对:ML-KEM-768 ek + RSA-4096 pub
返回 session_id、server_nonce、ttl_seconds
两套公钥用于客户端封装 DEK
🔹 密钥交换 →
客户端生成 32B DEK(OsRng 密码学安全随机数)
用 ML-KEM-768 + RSA-4096 混合 KEM 封装 DEK
附带 client_proof = HMAC-SHA3-256(DEK, nonces)
← 🔹 握手确认
服务端解封 DEK → 验证 client_proof → 缓存会话
返回 server_proof(nonce 顺序相反 → 防反射攻击)
会话参数:rekey_after_messages=1000, rekey_after_seconds=1800
数据从明文到网络传输的完整加密路径(发送/接收为逆向过程)
V9-STP vs 仅 TLS 1.3 · 各类威胁场景下的防御能力
⚛️ 量子计算破解密钥交换
🕵️ 中间人攻击 (MITM)
📦 先存后解 (HNDL)
💾 服务器内存窃取
✏️ 传输数据篡改
🔁 重放攻击
🔑 密钥泄漏
⏱️ 侧信道定时攻击
TLS 1.3 单独 vs TLS 1.3 + V9-STP 各维度安全强度可视化
DEK 同时被 ML-KEM-768 和 RSA-4096 双重封装 → 任一算法被破也无法提取 DEK
ML-KEM-768
NIST FIPS 203 · Level 3
基于模格 (Module-LWE)
混合封装
→ combined_key
→ AES-GCM-wrap(DEK)
RSA-4096-OAEP
NIST FIPS 186-5
基于大整数分解
V9 会话从创建到销毁的完整生命周期
空闲
握手中
已建立 · 数据传输中
已过期
出错
已关闭
| 会话参数 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|
| ttl_seconds | 3600 (1h) | 会话最大存活时间 |
| rekey_after_messages | 1000 | 消息数阈值 → 轮换 DEK |
| rekey_after_seconds | 1800 (30min) | 时间阈值 → 轮换 DEK |
| idle_timeout | 300s (5min) | 空闲超时 |
| handshake_timeout | 30s | 握手超时 |
V9-STP 在标准 HTTP 请求/响应中增加 X-V9-* 自定义头部
Content-Type: application/piv9+json
X-V9-Session: 550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
X-V9-Version: v9-stp-1.0
X-V9-Sequence: 42
X-V9-Security-Level: 4
Content-Type: application/piv9+json
X-V9-Session: 550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
X-V9-Sequence: 43
X-V9-Rekey-Required: false
从生成到销毁的完整密钥管理流程,确保零残留
生成 Generate
密码学安全随机
封装 Encapsulate
混合 KEM 封装
使用 Encrypt/Decrypt
每次加密独立 nonce
轮换 Rekey
自动触发新握手
销毁 Zeroize
覆写 0 · 不可恢复
V9-STP 定义 13 个专用错误码,映射到标准 HTTP 状态码
| 错误码 | 名称 | HTTP | 说明 | 客户端动作 |
|---|---|---|---|---|
| V9-1000 | HANDSHAKE_FAILED | 401 | 握手失败(通用) | 重试 / 报错 |
| V9-1001 | KEM_SCHEME_UNSUPPORTED | 401 | 不支持的 KEM 方案 | 降级 KEM 重试 |
| V9-1002 | SESSION_EXPIRED | 401 | 会话已过期 | 重新握手 |
| V9-1003 | SESSION_NOT_FOUND | 401 | 会话不存在 | 重新握手 |
| V9-1004 | PROOF_MISMATCH | 401 | proof 校验失败 | 中止 · 可能 MITM |
| V9-1005 | DECRYPTION_FAILED | 400 | 解密失败 | 重发 / 报错 |
| V9-1006 | INTEGRITY_VIOLATION | 400 | 完整性校验失败 | 中止 · 数据被篡改 |
| V9-1007 | SEQUENCE_ERROR | 400 | 序号不连续/重复 | 可能重放攻击 |
| V9-1008 | REKEY_REQUIRED | 428 | 需要 DEK 轮换 | 发起新握手 |
| V9-1009 | LICENSE_ERROR | 403 | SDK 授权问题 | 检查 License |
| V9-1010 | RATE_LIMITED | 429 | 握手频率超限 | 退避重试 |
| V9-1011 | PAYLOAD_TOO_LARGE | 413 | 载荷过大 | 分块传输 |
| V9-1012 | VERSION_MISMATCH | 505 | 协议版本不兼容 | 升级 SDK |
从协议架构到量子安全,逐项对比传统 HTTPS 与接入 V9-STP 后的安全能力差异
| 对比维度 | 传统 SSL/TLS 1.3 | TLS 1.3 + V9-STP (πV9) |
|---|---|---|
| 协议架构 | 单层传输加密 TLS Record Protocol |
双层加密纵深防御 TLS 传输层 + V9 应用层独立加密 |
| 密钥交换算法 | ECDHE (P-256 / X25519) ⚠ 量子计算机可用 Shor 算法破解 |
ECDHE (保留) + ML-KEM-768 ⊕ RSA-4096 混合 KEM NIST FIPS 203 Level 3 · 抗量子安全 |
| 数据加密算法 | AES-128/256-GCM 或 ChaCha20-Poly1305 单一算法 · 单层加密 |
四层异构流水线 AES-256-GCM → π-XOR → ChaCha20-Poly1305 → HMAC-SHA3-512 任一算法被破 → 其余层继续保护 |
| 抗量子能力 | ❌ 无 ECDHE/RSA 在量子计算时代将全部失效 |
✅ 原生抗量子 ML-KEM-768 · NIST FIPS 203 后量子标准 · 混合方案兼容过渡 |
| 先存后解防护 (HNDL) | ❌ 无法防御 今天录制的加密流量,未来量子时代可回溯解密 |
✅ 完全防御 ML-KEM 临时密钥 + DEK 短生命周期 → 即使录制也无法解密 |
| 完整性校验 | AEAD Tag (128-bit) 仅 TLS 记录层校验 |
AEAD Tag + HMAC-SHA3-512 (512-bit) 双重校验 TLS 层 + V9 应用层独立完整性保护 |
| 前向安全 (PFS) | ✅ ECDHE 临时密钥 ⚠ 密钥可能残留内存 |
✅ PFS + ZeroizeOnDrop + DEK 轮换 DEK 每 1000 条或 30 分钟自动轮换 · 旧密钥即时覆零 |
| 密钥管理 | TLS 会话恢复 (PSK) 密钥生命周期由 TLS 库管理 |
完整密钥生命周期管理 生成 → KEM 封装 → HKDF 派生 → 轮换 → ZeroizeOnDrop 销毁 |
| CA 依赖 | 完全依赖 CA 信任链 CA 被攻破 → 全线崩溃 |
V9 层独立于 CA 即使 CA / TLS 被攻破 · V9 加密层仍有效保护数据 |
| 中间人攻击防护 | 依赖 CA 证书验证 ⚠ 企业代理 / 国家级 MITM 可能绕过 |
✅ 双层独立防护 TLS 层 + V9 独立密钥协商 · MITM 只能看到 V9 密文 |
| 算法替换弹性 | 仅限 TLS 密码套件协商 更换困难 · 需等浏览器/服务器支持 |
V9 层算法可独立升级 不依赖底层 TLS 变更 · SDK 升级即可切换新算法 |
| 部署复杂度 | ✅ 原生支持 浏览器/服务器内置 · 零额外成本 |
需集成 V9 SecureLink 客户端组件 服务端 + 客户端 SDK · 保留原有 TLS 不变 · 渐进式增强 |
| 性能开销 | 极低 (~1% CPU) 硬件加速 AES-NI |
额外 2-5% CPU · 延迟增加 <3ms V9 四层流水线并行优化 · WASM 浏览器端 ~5ms/KB |
| 合规标准 | NIST SP 800-52r2 PCI DSS · HIPAA 满足当前合规要求 |
NIST FIPS 203/197/202 · CNSA 2.0 PCI DSS · HIPAA · GDPR · 等保三级 同时满足当前 + 后量子合规要求 |
| 适用范围 | 所有 HTTPS 通信 通用互联网传输 |
高价值 / 长期敏感数据传输 金融 · 医疗 · 政务 · 军工 · 跨境数据 · 需未来安全性场景 |
像安装宝塔面板一样简单 — 一行命令,V9-STP 服务端即可运行
curl -fsSL https://install.lonxang.com/v9-stp | bash
# 或指定版本和安全等级
curl -fsSL https://install.lonxang.com/v9-stp | bash -s -- --version 1.0 --level L4
# Docker 一行启动
docker run -d -p 8443:8443 -e LICENSE_KEY=xxx lonxang/v9-stp:latest
# Windows (PowerShell)
irm https://install.lonxang.com/v9-stp.ps1 | iex
检测环境
自动选择二进制
下载二进制
~15MB 静态链接
生成密钥对
临时密钥自动管理
注册服务
开机自启
就绪
/v9/exchange 可用
浏览器如何获得 V9-STP 保护?三种接入模式,按场景选择最合适的方案
模式 A · WASM 嵌入
用户体验:零感知 · 无需安装任何东西
网站开发者引入
@piv9/stp-wasm 包 → 自动握手 + 加解密优势:兼容所有现代浏览器 · 无需插件
体积:~300KB gzip · 首次加载后缓存
性能:~5ms/KB(加密)· 接近原生
import { V9StpClient } from '@piv9/stp-wasm'
const client = new V9StpClient({...})
await client.fetch('/api/data', {...})
模式 B · 浏览器扩展
用户体验:安装扩展 → 配置企业域名 → 全站自动 V9 加密
网站无需改一行代码
优势:对现有网站零改动
适用:企业内部系统 · 合规审计
分发:Chrome Web Store 或 MDM 推送
→ 所有 AJAX/fetch 请求透明加密
模式 C · 桌面端代理
用户体验:安装桌面客户端 → 自动设置系统代理 → 完全透明
优势:密钥完全在本地 · 不经过浏览器 JS 环境
适用:军工/政务 · 最高安全等级
平台:Windows / macOS / Linux
密钥不暴露给浏览器 JS 运行时
| 对比项 | WASM 嵌入 | 浏览器扩展 | 桌面代理 |
|---|---|---|---|
| 用户安装 | 不需要 | 安装扩展 | 安装客户端 |
| 网站改动 | 引入 SDK | 零改动 | 零改动 |
| 密钥位置 | 浏览器内存(WASM) | 扩展沙箱 | 本地进程 |
| 加密性能 | ~5ms/KB | ~5ms/KB | <1ms/KB |
| 浏览器兼容 | 所有现代浏览器 | Chrome/Firefox/Edge | 所有浏览器 |
| 推荐场景 | SaaS / 互联网 | 企业内部 | 军工 / 政务 |
即使数据库被完整拖走,攻击者拿到的也只是乱码 — 没有 V9 解密环境 = 没有数据
V9-DAP数据库加密/ · 完整文档请查阅该项目 README
Master Key(主密钥)
文件 / 环境变量 / HSM
绝不在数据库中!
Table DEK(表密钥)
被 Master Key 加密后
存在数据库中
安全保证
偷 MK → 仍需 DEK 与运行时授权
多层控制降低单点失陷风险
解决:存储时同时生成 HMAC-SHA256(key, 原文) 作为盲索引列
查询:V9-DAP 自动将 WHERE 条件转为盲索引匹配
支持:精确匹配 ✅ · IN 查询 ✅ · 模糊查询 ❌(需应用层过滤)
| 攻击场景 | 无 V9-DAP | 有 V9-DAP |
|---|---|---|
| SQL 注入拖库 | ❌ 全部泄露(明文) | ✅ 拿到密文 · 无法解密 |
| 备份文件泄露 | ❌ 全部泄露 | ✅ 备份中也是密文 |
| DBA 偷看数据 | ❌ 可直接查看 | ✅ 只看到密文 |
| 内部人员导出 | ❌ 导出即明文 | ✅ 导出也是密文 |
| 物理盗窃硬盘 | ❌ 挂载即可读 | ✅ 没有 Master Key 无法解密 |
| 暗网售卖数据 | ❌ 直接可用 | ✅ 密文无商业价值 |
use V9Encrypted; · Django V9EncryptedCharField() · Sequelize V9.ENCRYPTED() · JPA @V9Encrypted
V9 授权系统独立于 SDK · 基于 Ed25519 数字签名的轻量级离线验证 · 不依赖联网
🆓 社区版
· 单域名 · 10 QPS
· 无 SLA · 社区论坛支持
· 适用:个人学习 / 原型验证
🏢 商业版
· 多域名 · 不限 QPS
· 99.9% SLA · 工单支持
· 适用:中小企业 SaaS
🏦 企业版
· 私有部署 · 自定义算法
· 99.99% SLA · 专属工程师
· 适用:金融 / 医疗 / 上市公司
🏛️ 政务版
· 等保三级 / CNSA 2.0
· 7×24 驻场支持
· 适用:政府 / 军工 / 央企
验证:SDK 内置 Ed25519 公钥 → 启动时离线验证签名 → 无需联网授权服务器
格式:Base64URL(
header.payload.signature) · 类似 JWT 但更紧凑防滥用:域名绑定 + 硬件指纹 + 在线心跳(可选)+ 吊销列表
| 防滥用机制 | 说明 |
|---|---|
| 域名绑定 | License 签发时写入允许的域名列表 · SDK 运行时校验当前域名 |
| 并发限制 | FREE: 10 QPS · BIZ: 不限 · 超限返回 V9-1009 LICENSE_ERROR |
| 过期时间 | 每个 License 有 exp 字段 · 过期后 SDK 停止工作 |
| 吊销列表 | 可通过在线 CRL 推送即时吊销泄露的 License |
| 硬件指纹 | ENT/GOV 版可绑定服务器 CPU + MAC 地址 |
V9-STP 适用于任何需要增强数据传输安全的业务系统 · 获得授权后即可为您的产品接入抗量子安全保护
金融支付
银行核心交易系统、网上银行、移动支付、证券交易指令。保护资金流转数据免受量子威胁和中间人攻击,满足 PCI DSS 最高安全要求。
医疗健康
电子病历传输、远程诊疗数据流、医疗影像传输、药品溯源。患者隐私数据在传输链路上获得双层加密保护,符合 HIPAA 合规要求。
政务军工
政府内部系统通讯、军事指挥数据、涉密文件传输、公安系统。抗量子加密确保长期机密性,防止"先存后解"攻击。满足 CNSA 2.0 和等保三级。
企业即时通讯
企业 IM 聊天消息、音视频通话信令、文件传输。端到端加密之上叠加传输层 V9 保护,确保消息在传输过程中不被窃听或篡改。
物联网 / 工业控制
智能设备数据上报、工业 SCADA 控制指令、车联网 V2X 通信。轻量级 SDK 适配嵌入式环境,保护关键基础设施传输安全。
云服务 / SaaS
云存储数据传输、SaaS 平台 API 通信、多租户数据隔离。为您的云产品增加一层抗量子安全卖点,提升产品竞争力。
跨境数据传输
跨国企业数据同步、跨境电商交易、国际结算系统。在不同法域的网络环境中提供一致的端到端安全保护,满足 GDPR 数据跨境要求。
区块链 / 数字资产
数字钱包通信、DeFi 交易签名传输、NFT 元数据传输、交易所 API。保护高价值数字资产的传输链路免受量子攻击。
获得 FREDERIC 授权后,按以下方式将 V9-STP 集成到您的系统中 · 支持多语言多平台
获取授权
License Key 和 SDK 包
集成 SDK
引入 piv9-stp 依赖
激活 License
activate_license()
握手建立会话
协商 V9 安全会话
加密传输
透明保护业务数据
// Cargo.toml // [dependencies] // piv9-stp = { version = "1.0", features = ["server"] } use piv9_stp::{V9StpServer, License, SecurityLevel}; #[tokio::main] async fn main() { // 1. 激活授权 License::activate("YOUR-LICENSE-KEY").await?; // 2. 创建 V9-STP 服务端实例 let server = V9StpServer::builder() .security_level(SecurityLevel::L4TopSecret) .rekey_after_messages(1000) .session_ttl_secs(3600) .build()?; // 3. 注册到 Axum 路由 let app = axum::Router::new() .route("/v9/handshake", post(server.handshake_handler())) .route("/v9/exchange", post(server.exchange_handler())) .route("/api/data", post(handle_encrypted_data)); // 4. 在业务处理函数中解密/加密 axum::Server::bind(&"0.0.0.0:8443".parse()?) .serve(app.into_make_service()).await?; } async fn handle_encrypted_data( session: V9Session, body: Bytes, ) -> impl IntoResponse { // 自动解密请求体 let plaintext = session.decrypt(&body)?; // 处理业务逻辑... let response_data = process_business(&plaintext); // 自动加密响应体 session.encrypt(&response_data) }
// npm install @piv9/stp-wasm import { V9StpClient, initWasm } from '@piv9/stp-wasm'; // 1. 初始化 WASM 模块 await initWasm(); // 2. 创建客户端并激活授权 const client = new V9StpClient({ licenseKey: 'YOUR-LICENSE-KEY', serverUrl: 'https://api.example.com', securityLevel: 4, // L4TopSecret }); // 3. 执行 V9-KEM 握手(自动 4 步) await client.handshake(); console.log('V9 会话已建立, sessionId:', client.sessionId); // 4. 发送加密请求(透明加密) const response = await client.fetch('/api/data', { method: 'POST', body: JSON.stringify({ message: 'Hello V9-STP!' }), }); // 5. 响应自动解密 const data = await response.json(); console.log('解密后的响应:', data); // SDK 自动处理: // - DEK 轮换(每 1000 条自动 rekey) // - 会话过期自动重新握手 // - 序号管理和完整性校验 // - 内存中密钥自动擦除
# pip install piv9-stp from piv9_stp import V9StpClient, SecurityLevel # 1. 创建客户端并激活授权 client = V9StpClient( license_key="YOUR-LICENSE-KEY", server_url="https://api.example.com", security_level=SecurityLevel.L4_TOP_SECRET, ) # 2. 执行握手 client.handshake() print(f"V9 会话已建立: {client.session_id}") # 3. 加密发送数据 response = client.post("/api/data", json={ "message": "Hello V9-STP!", "amount": 10000.00, }) # 4. 响应自动解密 data = response.json() print("解密后的响应:", data) # 5. 批量数据加密传输 with client.stream("/api/upload") as stream: for chunk in read_file_chunks("large_file.bin"): stream.send(chunk) # 自动 V9 加密 + 分块 # SDK 自动处理 rekey / 会话管理 / 密钥擦除
// build.gradle.kts // implementation("com.lonxang:piv9-stp-android:1.0.0") import com.lonxang.piv9.stp.* class SecureApiClient(context: Context) { private val client = V9StpClient.Builder(context) .licenseKey("YOUR-LICENSE-KEY") .serverUrl("https://api.example.com") .securityLevel(SecurityLevel.L4_TOP_SECRET) .build() suspend fun sendSecureMessage(message: String): ApiResponse { // 握手(首次自动执行,后续自动管理) client.ensureSession() // 发送加密请求 val response = client.post("/api/data") { jsonBody(mapOf("message" to message)) } // 自动解密响应 return response.decode<ApiResponse>() } } // Activity 中使用 val api = SecureApiClient(applicationContext) lifecycleScope.launch { val result = api.sendSecureMessage("Hello V9-STP!") Log.d("V9", "Response: ${result}") }
// Swift Package Manager: // .package(url: "https://github.com/lonxang/piv9-stp-ios", from: "1.0.0") import PIV9STP class SecureAPIManager { private let client: V9StpClient init() throws { client = try V9StpClient( licenseKey: "YOUR-LICENSE-KEY", serverURL: URL(string: "https://api.example.com")!, securityLevel: .l4TopSecret ) } func sendSecureData(_ message: String) async throws -> APIResponse { // 自动握手 + 会话管理 try await client.ensureSession() // 加密请求 let response = try await client.post("/api/data", body: [ "message": message, ]) // 自动解密响应 return try response.decode(APIResponse.self) } } // SwiftUI 中使用 let api = try SecureAPIManager() let result = try await api.sendSecureData("Hello V9-STP!") print("解密响应: \(result)")
联系授权:license@lonxang.com · 技术支持:support@lonxang.com
V9-STP 的功能演进计划
- 4 步握手协议 · 已纳入 193 / 11 / 33 内部测试基线
- 混合 KEM (ML-KEM + RSA)
- 四层加密流水线
- Axum 网关 + 21 E2E tests
- WASM SDK (浏览器端)
- Tauri 桌面端插件 + 8 IPC + 4 HTTP E2E tests
- MITM 代理 v0.4 (ALPN h2) + 15 unit tests
- @lonxang/piv9-web TS SDK + Web Worker
- 性能基准: 握手 322µs · seal 93MB/s
- Ed25519 授权系统 + S2 降级
- Feature gate: 9 功能 × 4 tier + 13 tests
- CA 私钥 AES-256-GCM 加密持久化
- Server guards: 并发/频率/载荷三重限制 + Prometheus
- 安全验收: HMAC篡改/跨会话/过期/重放 4 项测试
- 密钥轮换 SOP (Ed25519 8 步)
- Windows 服务 + Code Signing 脚本
- P6 全完成: 协议 v1.0.0 定稿 + API 文档 + 安全审计 95.9% + 运维手册
- 当前能力、规划能力与认证状态按正式产品书分层披露
- CBOR 紧凑格式
- 0-RTT 快速重连
- 会话恢复 (Session Resume)
- 流式加密 API
- 大文件分块标准化
- 断点续传支持
- ML-DSA 数字签名
- Ascon-AEAD 轻量加密
- gRPC 原生支持
- IoT 轻量模式