SafeCrypto Pro 加密文件格式规范 (v1.0)

概述
本格式用于 RSA + AES 混合加密系统。加密后的文件以 .enc 为扩展名，采用“数字信封”结构：使用 RSA 公钥加密 AES 会话密钥，使用 AES-GCM 加密原始数据。

核心特性：
算法：RSA-2048 (OAEP) + AES-256-GCM
防篡改：内置 GCM 认证标签 (Tag)
支持大文件：流式分块处理（1 MB/块）

完整文件结构（磁盘布局）
加密文件由 5 个部分顺序拼接而成：

偏移量 (字节) : 0
长度 (字节) : 4
字段名 : EncryptedKeyLength
内容描述 : 无符号整数（大端序），表示后续 EncryptedKey 的字节长度（固定值为 256）。
是否加密 : 否（明文）

偏移量 (字节) : 4
长度 (字节) : 256
字段名 : EncryptedKey
内容描述 : 使用接收方 RSA 公钥 (OAEP) 加密后的 AES-256 会话密钥。
是否加密 : 是（密文）

偏移量 (字节) : 260
长度 (字节) : 12
字段名 : Nonce
内容描述 : AES-GCM 算法所需的 12 字节随机数（Initialization Vector）。
是否加密 : 否（明文）

偏移量 (字节) : 272
长度 (字节) : (文件大小)
字段名 : Ciphertext
内容描述 : 原始文件内容经 AES-256-GCM 加密后的密文。长度与原文件相同。
是否加密 : 是（密文）

偏移量 (字节) : 272 + 文件大小
长度 (字节) : 16
字段名 : Tag
内容描述 : AES-GCM 算法生成的 16 字节认证标签，用于完整性校验。
是否加密 : 否（明文）

字段详细说明
3.1 EncryptedKeyLength (4 字节，大端序)
类型：uint32_t（无符号 32 位整数）
值：固定为 0x00000100（即十进制 256）
说明：因为程序使用 2048 位 RSA 密钥，OAEP 填充后的输出长度固定为 256 字节。该字段用于程序在读取时验证头部完整性。

3.2 EncryptedKey (256 字节)
生成方式：
程序生成 32 字节随机数作为 AES 会话密钥 SessionKey。
使用接收方的 RSA 公钥，通过 RSA-OAEP 填充算法加密 SessionKey。
解密依赖：必须持有对应的 RSA 私钥，并用 RSA-OAEP 解密，还原出 32 字节的 SessionKey。

3.3 Nonce (12 字节)
生成方式：加密前随机生成，每加密一个文件重新生成一次。
作用：确保相同密钥加密相同文件时，密文输出不同。
安全性：公开明文，无需保密。

3.4 Ciphertext (长度 = 原文长度)
加密算法：AES-256-GCM
密钥：由 EncryptedKey 解密后得到的 32 字节 SessionKey
随机数：Nonce
处理方式：原文分块（1 MB/块）加密，输出长度与原文完全一致。

3.5 Tag (16 字节)
生成方式：AES-GCM 算法在加密结束时，根据 SessionKey、Nonce 和全部 Ciphertext 计算得出。
作用：解密时用于验证密文是否被篡改或损坏。
校验过程：解密后重新计算 Tag，与文件末尾的 Tag 比较；若不一致，则抛出异常并删除输出文件。

完整加密流程（参考）
加载接收方 RSA 公钥。
生成 32 字节 AES 会话密钥 + 12 字节 Nonce。
使用 AES-256-GCM 加密原始文件，得到 Ciphertext 和 Tag。
使用 RSA-OAEP 加密 AES 会话密钥，得到 EncryptedKey。
按顺序写入文件：
[4字节长度] + [256字节EncryptedKey] + [12字节Nonce] + [Ciphertext] + [16字节Tag]

完整解密流程（参考）
读取前 4 字节，验证长度是否为 256。
读取 256 字节 EncryptedKey，使用 RSA 私钥 (OAEP) 解密，还原出 AES 会话密钥。
读取 12 字节 Nonce。
读取剩余所有数据，从中分离出末尾 16 字节的 Tag，前面部分为 Ciphertext。
使用 AES-256-GCM（会话密钥 + Nonce）解密 Ciphertext，同时验证 Tag。
校验通过后输出原始文件。

兼容性说明
二进制字节序：所有整数采用大端序（Big-Endian）编码。
加密算法：完全遵循 NIST 标准，任何支持 RSA-OAEP 和 AES-256-GCM 的加密库均可实现互操作。
示例代码（Python）可参考程序中的 process_file_hybrid 函数。

文件示例（十六进制头部）
一个典型的 .enc 文件开头可能如下（256 字节的 EncryptedKey 为随机内容，此处省略中间部分）：
00 00 01 00 (EncryptedKeyLength = 256)
A3 F1 9C 2B ... (256字节随机乱码)
D4 8A 67 1C (12字节 Nonce)
...

注意事项
解密时必须使用与加密公钥配对的 RSA 私钥，否则 AES 会话密钥无法还原。
若私钥受密码保护，需先通过 scrypt 派生密钥解锁私钥文件。
Tag 验证失败时，务必丢弃输出文件，防止使用被篡改的数据。
本格式为私有格式，但算法与公开标准完全兼容，可用于跨平台文件交换。