chore(工作区): 纳入版本控制基线（回收 411 MB 过程产物）
回收 411 MB（470 M → 58.8 M），全部经回收站，可恢复： - 待清理/（146.2 M，含 relay 分片 128 M 与 42 项过程目录） - tmp/（32.4 M，按接续棒命名的过程临时区） - .workbuddy/tmp/（39.5 M） - 4 份 workbuddy.db 冗余副本（101 M，09-23 事故的坏副本 / 抢救产物） - tmp/im16/gw/centrifugo 二进制（63.9 M，可重下）+ 缓存残留 入库范围：常驻规则（CODEBUDDY.md / README.md / state.py）、在途接续入口与 接续包、docs/、交付物/、交接单/、归档/、scripts/、.codebuddy/、 .workbuddy/memory/；共 398 件，其中 >60 KB 的 26 件全为文档。 排除（.gitignore）：tmp/、待清理/、运行态日志与缓存、*.db 与 DB 备份整目录、 打包二进制（*.tar.gz / *.tgz）、记忆修复前备份。
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ce8e6ceed9
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No files matched your search
@@ -0,0 +1,219 @@
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# MLE / 加密去重「最优解」调研报告
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> **调研对象**：覆盖网络线 · 组密钥加密单 **§10-3 定稿口径**所衍生的安全性风险（相等性泄露 ／ 持钥者离线枚举）
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> **调研日期**：2026-09-18 ｜ **方法**：学术文献 5 篇主线 ＋ 工程实现（RFC 9497 三个实现 ＋ DupLESS 官方代码）
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> **一句话结论**：🔴 **"绝对安全 ／ 性能不受影响 ／ 保持跨节点共享去重"三者兼得的方案不存在**（定理级，非实现缺陷）；可争取的最优 = **把离线枚举抬成在线限速查询**。
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> ⛔ 本报告**零代码改动、零服务器改动**；所有候选**均未立项**。
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## §1 问题定义
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**既有定稿口径**（组密钥加密单 §10-3）：
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> **「中继看不到明文」成立，但「内容不可推断」不成立。**
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暴露面拆成三条（均已实测，非推断）：
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| # | 暴露 | 谁能看到 | 实测读数 |
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|---|---|---|---|
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| ① | **相等性 / 重复率可观测** | 🔴 **中继（无密钥）** | `10,000 块 / 100 值域` ⇒ **仅 100 种密文**（相等性直接可见） |
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| ② | **低熵内容可枚举** | 持组密钥者（含被攻破节点） | **`85,878 条/秒`**；域 `2³²` ⇒ 全量 **`14.7 h`** |
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| ③ | 读取明文 | —— | 底线**守住**：中继自造字典命中 `0/1000`；持 1 对明文-密文也预测不出别的（`0/999`） |
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⇒ 定性 = **元数据 / 相等性泄露级**，⛔ 不是"数据泄露级"。
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**根因**：当前 `1.0×` 回源（而非 `N×`）**完全来自**「相同明文 ⇒ 相同密文 ⇒ 相同块 id」这一**可判定性**，而这个可判定性**就是**相等性泄露的来源。
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⇒ 去掉泄露必然去掉可判定性 ⇒ 必然失去跨节点共享 ⇒ 性能退化到 `N×`（或存储 `×N`）。
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## §2 文献结论（三条硬结论 · 全部为**印证**，⛔ 非推翻）
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### 2.1 收敛加密对**可预测**内容必被暴力攻破
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- **Bellare, Keelveedhi, Ristenpart — Eurocrypt 2013**（MLE 原论文）：
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> *brute-force attacks exist for **all** message-locked encryption schemes.*
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MLE **仅**对 **unpredictable messages** 提供机密性（消息空间无法被穷尽）。
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- **暴力速度量级**（DupLESS 官方页）：**up to 12,000 attempts/sec**（单核、短文件），且**完全可并行**。
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⇒ 与本项目实测 `85,878 条/秒` **同量级**（我们更快 = 实现更粗 / 值域更小 / 硬件更新）。
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### 2.2 🔴 相等性泄露是「必要代价」、**不可消除**
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**DupLESS 官方页原文**（这是文献对 §10-3 最直接的确认）：
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> *If the attacker cannot authenticate herself to the KS, we ensure high security. (Effectively, semantic security, **except that ciphertexts leak equality of the underlying plaintexts. The latter is necessary for deduplication.**)*
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⇒ **SA-MLE / DupLESS 抗的是「离线暴力恢复明文」，⛔ 不消除相等性泄露** —— 因为**去重本身就必须保留相等性**。
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⇒ 「KS 被攻破 ⇒ 回落收敛加密级」是 `compromise resilience`，含义是"**不更差**"，⛔ 不是"更强"。
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### 2.3 我们**尚未覆盖**的一类攻击 ＋ 其解法的代价
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- **Hack Tahoe-LAFS!**（Drew Perttula & Brian Warner, 2008）：除经典的 *confirmation-of-a-file* 外，另有 **learn-the-remaining-information（LRI）** 攻击。
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其解法 = 引入共享秘密 `K = H(S ‖ M)` ⇒ 🔴 **代价：去重仅限共享该秘密的用户，且秘密泄露即全崩**。
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- **domain separation**（xn--2-umb.com「Convergent Encryption」）：把收敛哈希 `HA` 改为**带密钥的 keyed hash** ⇒ 可抗上述攻击，**但去重域随之收窄到同 `KA` 域内**。
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### 2.4 补充：备份工具（Restic / Borg）走的是**第三条路**
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- 两者均 = **加密前分块 ＋ 明文哈希索引 ＋ 随机 nonce / 各自密钥加密**。
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- 原文一句：*client-side deduplication and strong encryption are **mathematically incompatible unless you separate the two***。
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- ⇒ 它们**明确放弃**"相同明文 ⇒ 相同密文"，换取**不泄露相等性**；代价 = **跨机器 / 跨用户去重失效**。
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## §3 方案族全景（六类 · 一表定取舍）
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| 方案族 | 代表 | 抗离线暴力 | 抗相等性泄露 | 去重域 | 性能 / 存储代价 |
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|---|---|---|---|---|---|
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| **① 收敛加密 / MLE** | Tahoe-LAFS、`HA=H(M)` | ❌ **不抗** | ❌ **不抗** | 全局 | **最优**（本项目现状） |
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| **② 加盐 / per-file 随机** | 常规加密 | ✅ | ✅ | **❌ 归零** | 存储 `×N`、无回源 |
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| **③ 域分离 keyed hash** | xn--2-umb 建议 | ✅（跨域） | ✅（跨域） | **同域内** | **≈ 0**（⭐代价最低） |
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| **④ SA-MLE / OPRF 密钥服务** | **DupLESS**、ClouDedup | ✅（**限速后**） | ❌ **仍泄露** | 全局（可限域） | put **+17%**、带宽 **<1%**、存储 `3L+120 B` |
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| **⑤ 分布式 / 阈值 OPRF** | eprint 2013/807、**TOPRF** | ✅ | ❌ 仍泄露 | 全局（可限域） | 同 ④ ＋ DKG 开销；**消除 KS 单点** |
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| **⑥ 走 Restic/Borg 路线** | restic、borg | ✅ | ✅ | **❌ 归零** | 即 ②（换工程成熟度） |
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🔴 **读法**：**没有任何一列能同时在三处打 ✅**。这正是"三者互斥"的可视化形式。
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**后续研究线**（可选读，⛔ 本轮未展开）：`BL-MLE`（块级双重加密）｜`UMLE`（块二叉树，更新 `O(logM)`）｜`FuzzyMLE`（相似性哈希 ⇒ 相似但不相同也能重删）｜`RekeyDedup`（MLE 密钥不可撤销 ⇒ 引入 rekeying，**正对应本项目"块 id 须换口径"**）｜`MetaDedup`（CUHK ADSLab，降元数据开销）。
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## §4 工程实现（🔑 可直接用 · ⛔ 无需自研密码学）
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**关键进展**：**RFC 9497（2023）已把 OPRF / VOPRF / POPRF 标准化** ⇒ DupLESS 用的 OPRF 不再是"论文原语"，而是**正式标准**。
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| 实现 | 语言 | 许可 | 状态 | 备注 |
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|---|---|---|---|---|
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| **`facebook/voprf`** | Rust | **MIT / Apache-2.0 双许可** | `v0.6.0-pre.0`，MSRV 1.83，**2025-11 仍在更新**，76★ | **生产级 · 首选** |
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| **`bytemare/voprf`** | Go | MIT | 136 commits，含 **TOPRF ＋ DKG** | ⭐ **含阈值 OPRF，对应"去单点"** |
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| **`oprf`** | Python | —— | `pip install oprf`（Ristretto255） | ⭐ **可纯 Python 跑 ⇒ 适合本机原型验证** |
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| **DupLESS 官方代码** | —— | —— | UCSD 页 → *Download Code* | 原型 KS 官称"20 行 Python ＋ Apache on EC2" |
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**性能对照（DupLESS 实测 · 1 MB put 到 Dropbox）**：
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| 项 | 读数 |
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|---|---|
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| 总时间开销 | **≈ 17%** |
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| 带宽开销 | **< 1%** |
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| 分解 | KS 交互 `371 ms (9.1%)`／TLS `243 ms (5.9%)`／加密 `49 ms (1.2%)`／哈希 `22 ms`／客户端 RSA `6 ms`／**上传 `3676 ms (89.7%)`** ⇒ 合计 `4099 ms` |
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| 存储开销 | `3L + 120 bytes` |
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| 🔑 结构要点 | **仅 store 需 KS 交互**（读路径不涉及）；**KS 不可用 ⇒ fail-safe 回落常规加密** |
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⚠️ **口径界**：2013 年 Dropbox / EC2 单机实验，⛔ **不可直接外推到本平台**。
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✅ 但「**加密 / KS 开销占比远小于 I/O**」这一**结构**，与本项目实测（加密全链 `1.890×`、但绝对值仅 `~20 ms`）**方向一致**。
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## §5 对本项目的适配（三条**结构性发现** · 本轮新增）
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### 5.1 🔑 DupLESS 的 KS 可以直接落成我们的 **Manager（47）**
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本项目已有既有判据：「**权威状态单点 Manager**」「归属 / 租约**只有 Manager 能写**」。
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⇒ **架构天然吻合，不需要新增组件。**
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⚠️ 但须先定 **KS 的域边界**：**全局一个** ／ **每 network 一个** —— 它**直接决定去重域**（见 §3 ④ 的"可限域"）。
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### 5.2 🔑 文献已给出 DupLESS「KS 单点故障 / 效率瓶颈」的解法
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**`eprint 2013/807` — Distributed Key Generation for Secure Encrypted Deduplication**：
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- 给出 DupLESS 在**随机预言机模型下的严格安全证明**（原论文所缺）；
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- 用**分布式密钥生成**消除 KS 单点，使 **P2P 系统**同样可达该安全级。
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⇒ ⚠️ **与本项目 P2P / 覆盖网络形态高度契合** ⇒ 若走 ④ 路线，**应直接上阈值 / 分布式 OPRF（TOPRF），⛔ 不做单点 KS**（`bytemare/voprf` 已含 TOPRF ＋ DKG）。
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### 5.3 ✅ 一个"代价 ≈ 0"的真发现：**域分离**
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把块 id 的 `HA` 从**裸哈希**改成**带每个-network 密钥的 keyed hash（域分离）**：
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- ✅ 可抗 COF / LRI / **跨域离线枚举**；
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- ✅ 而**跨 network 本来就不该去重**（不同租户 / 不同覆盖网络）⇒ **对本项目代价 ≈ 0**；
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- 🔴 **但只切断跨域攻击** —— **同一 network 内部持钥者枚举（`85,878 条/秒`）依然存在**。
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⇒ 定位：**低成本加分项，⛔ 不是 §10-3 的解**。
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### 5.4 三选项与倾向（沿用既有结论，本文补文献背书）
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- **A 保持现状 ＋ 明确披露** —— 性能最优、零改动；**相等性泄露永久存在**（文献确认不可消除）。
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- **B 按熵分层** —— 低熵块加随机盐（**真正破坏相等性**）；高熵块保持确定性共享；⚠️ 低熵块彻底失去共享 ⇒ 该部分 `1×→N×`；**块 id 须换口径 ⇒ 触 §9-5**。
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⭐ **工程上 B 的"标准形态"就是 ④ SA-MLE / OPRF**（RFC 9497 实现现成）。
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- **C per-node 子密钥** —— 唯一"连相等性都不泄露"；代价 = 回源与存储 `×N`、中继节省 `93.75% → 0` ⇒ **等于放弃序 ㉔ / ㉜ / ㉝ 的全部成果**（即 §3 的方案 ②/⑥）。
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**倾向 = A ＋ B 组合（按内容分级）**；⚠️ 但 B 的成本须**先量「低熵块在首屏包里占多少字节」**才能定边界。
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## §5.5 B 方案的改造复杂度与收益量化
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**既有实现底座（已取证）**：`chunker.ts#blockIdOf` = `sha256(字节) 前 32 hex`（**只由字节决定**）｜`content/crypto.ts` = 组密钥实现｜`package.json` 依赖极简（fastify ／ better-sqlite3 ／ pg）⇒ **零第三方密码学库**；但 **`@fastify/rate-limit` 已在依赖中 ⇒ KS 限速中间件现成**。
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### 改造清单（6 项 · 唯一真难点 = OPRF 原语）
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| # | 改动 | 量级 | 说明 |
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|---|---|---|---|
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| 1 | Manager 侧新增 KS 端点 | 小 | 复用 fastify ＋ 现成限速中间件 |
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| 2 | 客户端密钥派生改造 | 中 | `k = HMAC(key,…)` ⇒ `mleKey = OPRF_KS(H(明文))` |
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| 3 | 🔴 **OPRF 原语** | **难（唯一）** | 引 `@noble/curves` 须走 dsh **依赖披露**；或降级为**非盲化 HMAC 派生**（零依赖，但 Manager 会知道块指纹） |
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| 4 | fail-safe 降级 | 小 | KS 不可达 ⇒ 回落常规收敛加密 |
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| 5 | `E1` 判据扩展 | 小 | 加 KS 交互 / 降级项 |
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| 6 | ✅ 块 id ／ 存储 ／ 去重率 | **零** | 🔑 **确定性保持 ⇒ `blockIdOf` 不用改、`storeBytes` 不翻倍** |
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⇒ 结论：B **比"按熵分层加盐"更简单** —— 加盐方案必须动块 id 与去重率，B 两样都不动。
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### 收益量化（本项目实测 `85,878 条/秒` vs DupLESS 限速 `≈3.3 条/秒`）
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| 攻击者 | 现状 | B 后 | 提升 |
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|---|---|---|---|
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| **中继（无密钥）** | 可判相等性（`10,000 块/100 值域 ⇒ 100 种密文`） | **完全一样** | **1×（零改善）** |
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| 外部攻击者（无 KS 认证） | 离线 ⇒ 域 `2³²` **13.9 h** | 无法离线派生 ＋ 查不了 KS | **不可行** |
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| 组内持钥者（可认证） | **13.9 h** | **41.3 年** | **≈ 26,000×** |
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| 组内持钥者 · 极低熵（域 100） | `1.16 ms` | `30.3 s` | **两边都是"秒破"** |
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| Manager 被攻破 | —— | 回落收敛加密 | **不更差** |
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🔴 **判定**：B 只对「**高熵且可枚举**」有效（ID / 口令类）；对**低熵块**与**中继侧相等性泄露**近乎无用 ⇒ **⛔ 不是 §10-3 的完整解**。
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## §6 阻碍（6 条）
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1. **理论层** —— MLE 对低熵「可去重且不泄露相等性」**不可能**（§2.1/2.2）；**OPRF 只是把"判定相同"的能力从中继收窄到 OPRF 服务端，相等性本身仍可见** ⇒ **收窄 ≠ 消除**。
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2. **块 id 口径必须换** —— `β′`（密文哈希）**正是共享的前提**；换口径 ⇒ 全部既有块 id 失效。
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3. **超出在册文件集** ⇒ 直接触发组密钥单 **§9-5 回头条件**。
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4. **判据体系要重写** —— `E1` 须重做 ＋ 需新建「低熵块识别」判据；而「**什么算低熵**」**本身无可靠判据**（开放问题：做错 ⇒ 要么无效、要么白付代价）。
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5. **存储已在告急** —— 轮换实测已让 `storeBytes` 翻倍（`5,255,393 → 10,510,786`）⇒ 再叠 `×N` 容量账要重算。
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6. 🆕 **KS 域边界未定** —— 决定去重域，且是"跨租户去重是否允许"的**合规/产品级问题**（⛔ 按 §二 铁律，合规不进技术方案，但域边界的技术选择必须先定）。
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## §7 若立项的前置动作（⛔ 本轮未做）
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1. 先量 **「低熵块在首屏包里占多少字节」**（决定 B 的收益 / 代价比）。
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2. 定 **KS 域边界**（全局 vs 每 network）。
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3. 复核 **`E1` 判据体系**重写范围。
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4. 复核 **存储容量账**（`storeBytes` 翻倍 ＋ 可能 `×N`）。
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5. 立项形态 = **方案类文档** ⇒ 须落 `04-调整方案/<NN>` ＋ 交接单；⚠️ 抢全局执行锁后再动。
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## §8 参考文献
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**学术**
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1. Bellare, Keelveedhi, Ristenpart. *Message-Locked Encryption and Secure Deduplication.* **Eurocrypt 2013.**
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2. Bellare, Keelveedhi, Ristenpart. *DupLESS: Server-Aided Encryption for Deduplicated Storage.* **USENIX Security 2013.** — https://cseweb.ucsd.edu/~skeelvee/dupless/
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||||
3. Perttula, Warner. *Hack Tahoe-LAFS!* 2008.（COF ＋ **LRI** 攻击）
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||||
4. *Distributed Key Generation for Secure Encrypted Deduplication.* **eprint 2013/807.** — https://eprint.iacr.org/2013/807
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||||
5. *The Design and Implementation of a Rekeying-Aware Encrypted Deduplication Storage System.*（RekeyDedup，ACM TOS）
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||||
6. *MetaDedup*（CUHK ADSLab）｜ *BL-MLE* ｜ *UMLE* ｜ *FuzzyMLE*（后续改进线）
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||||
7. smarx.com. *Convergent Encryption and Why No One Uses It.* 2020.
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||||
8. xn--2-umb.com. *Convergent Encryption.*（domain separation 建议）
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||||
**工程**
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||||
9. **RFC 9497** — *Oblivious Pseudorandom Functions (OPRFs) Using Prime-Order Groups.* 2023.
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||||
10. `facebook/voprf`（Rust，MIT/Apache-2.0）｜ `bytemare/voprf`（Go，MIT，含 TOPRF ＋ DKG）｜ `oprf`（Python，PyPI）
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11. restic ／ BorgBackup 官方文档与设计说明（"第三条路"对照）
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12. ClouDedup（Eurecom）—— 块级、不依赖单一组件安全，抗侧信道 / 访问模式攻击
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## §9 边界声明
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- ⛔ 本轮**零代码 / 零服务器改动**；⛔ **未动任何受锁保护文件**（全局执行锁仍被「日志可观测面-实现-20260918」占用）。
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- 本报告为**研究工作底稿**，位置在**工作区根**；⛔ 尚未并入文档库 `04-调整方案/`（待锁释放后按占号规则决定）。
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- 本报告**不构成立项**；§5.4 的 A/B/C 与 §5.3 的域分离**均为候选**。
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