Compliance FIPS 203

Roadmap de Implementación

AegisQ se desarrolló por fases. Las tablas describen componentes implementados y releases históricas, no una certificación ni el resultado de una ejecución actual de tests. Las versiones publicadas están en PyPI; los manifiestos declaran la versión del checkout y CHANGELOG.md registra el historial.

Implementación no significa certificación

FIPS 203 especifica ML-KEM. Implementarlo y ejecutar tests de respuesta conocida no constituye una validación ACVP oficial, certificación FIPS 140 del módulo ni una auditoría independiente de AegisQ. El formato de frames de streaming y los sobres PEM-like de ML-KEM son formatos de AegisQ, no estándares definidos por las referencias siguientes.

v1.0–v1.2 — Core FIPS 203 ML-KEM + Hybrid KEM-DEM

Fase	Componente	Referencia	Estado
1	Aritmética de campo (ℤq) y reducción Barrett	FIPS 203 §4.2	✅
2	NTT y NTT inversa	FIPS 203 §4.3	✅
3	Operaciones polinomiales	FIPS 203 §4.1	✅
4	Compress / Decompress	FIPS 203 §4.2.1	✅
5	Módulo de parámetros	FIPS 203 §5	✅
6	Muestreo CBD y XOF	FIPS 203 §4.1, §4.2.2	✅
7	KeyGen (Algorithm 15)	FIPS 203 Alg. 15	✅
8	Encaps (Algorithm 16)	FIPS 203 Alg. 16	✅
9	Decaps con implicit rejection	FIPS 203 Alg. 17	✅
10	API pública KEM (kem.rs)	—	✅
11	AES-256-GCM Hybrid (hybrid.rs)	NIST SP 800-38D	✅
12	Tipos de error FFI	—	✅
13	Tipos PyO3 (KeyPair, SecurityLevel)	—	✅
14	Bindings PyO3 KEM	—	✅
15	Bindings PyO3 Hybrid	—	✅
16	Registro del módulo PyO3	—	✅
17	Excepciones Python	—	✅
18	Stubs de tipo Python	PEP 561	✅
19	API Python KEM (MlKem)	—	✅
20	API Python de alto nivel (AegisCipher)	—	✅
21	Exports del paquete Python	—	✅
22	Tests del bridge KEM	—	✅
23	Tests del bridge Hybrid	—	✅
24	Tests end-to-end de AegisCipher	—	✅
25	Tests API KEM + vectores NIST KAT	—	✅
26	GitHub Actions CI/CD	—	✅
27	Archivos JSON con vectores NIST ACVP KAT	vectores NIST	✅
27b	Tests de verificación de vectores KAT	vectores NIST	✅
28	EphemeralSession (ciclo de vida del keypair de sesión)	—	✅
29	Soporte async (encrypt_async, decrypt_async)	—	✅

v1.3.0 — KDF, Key Wrap y Serialización de Claves

Fase	Componente	Referencia	Estado
30	HKDF-SHA3-256 + AES-256-GCM key wrap (kdf.rs, key_wrap.rs)	RFC 5869, NIST SP 800-38D	✅
31	Serialización de claves: PEM, JSON, PEM cifrado (key_io_bindings.rs, aegisq/keys.py)	RFC 7468 (adaptado)	✅

v1.4.0 — Safe Repr, Context Manager, Cobertura de Implicit Rejection

Fase	Componente	Referencia	Estado
32	KeyPair.__repr__ con fingerprint + context manager de AegisCipher + suite de regresión de __repr__ de 25 casos + suite de regresión de implicit-rejection de 25 casos (FIPS 203 §7.3)	FIPS 203 §7.3	✅

v1.5.0 — Streaming + Benchmarks

Fase	Componente	Referencia	Estado
33a	Cifrado/descifrado en streaming (stream.rs, stream_bindings.rs, encrypt_stream / decrypt_stream)	Primitiva AES-GCM: SP 800-38D; framing: específico de AegisQ	✅
33b	Benchmarks de Criterion para NTT y KEM (benches/ntt.rs, benches/kem.rs)	—	✅

Cumplimiento de Estándares

Estándar	Descripción
FIPS 203	ML-KEM — Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism (NIST, 2024)
NIST SP 800-38D	AES-GCM — Especificación de Galois/Counter Mode
RFC 5869	HMAC-based Extract-and-Expand Key Derivation Function (HKDF)
RFC 4648	Encodings Base16, Base32, Base64 (usado para cuerpos PEM y claves Base64 URL-safe)
RFC 7468	Encodings textuales de estructuras PKIX, PKCS y CMS (formato PEM adaptado para ML-KEM)
PEP 561	Distribución y empaquetado de información de tipos (AegisQ incluye py.typed + stubs .pyi)

Dependencias Rust

Las versiones son requisitos de los manifiestos actuales, no resoluciones exactas del lockfile ni un inventario histórico de v1.5.0. Las declaraciones compartidas viven en Cargo.toml; PyO3 y Criterion están en los manifiestos del bridge/core. Cargo.lock registra las versiones resueltas.

Crate	Versión	Propósito	no_std
aes-gcm	0.11	AES-256-GCM cifrado autenticado (hardware AES-NI)	✅
sha3	0.12	SHA3-256/512 para ML-KEM	✅
shake	0.1	Variantes XOF movidas fuera de sha3 upstream (RustCrypto/XOFs split)	✅
zeroize	1.9	Borrado seguro de memoria de secretos	✅
subtle	2.6	Comparaciones en tiempo constante	✅
getrandom	0.4	CSPRNG a nivel del SO (OsRng) para nonces y keygen	✅
base64	0.23	Encoding del cuerpo PEM	✅
thiserror	2.0	Definiciones de tipos de error	✅
pyo3	0.29	Bindings Rust-Python FFI (abi3-py311)	—
criterion (dev)	0.5	Benchmarks para operaciones NTT y KEM	—

Todos los crates criptográficos son compatibles con no_std. pyo3 y criterion están excluidos — se usan solo en las capas de FFI y dev-dependency respectivamente.

Vectores de Prueba NIST ACVP

AegisQ verifica su implementación de ML-KEM contra los vectores de prueba oficiales del NIST ACVP (Automated Cryptographic Validation Program):

• KeyGen — tests/python/json-files/ML-KEM-keyGen-FIPS203/
• Encap/Decap — tests/python/json-files/ML-KEM-encapDecap-FIPS203/

tests/python/test_kat_vectors.py compara explícitamente las salidas esperadas de KeyGen y encapsulación byte por byte. No invoca la desencapsulación ni verifica las salidas esperadas de desencapsulación/rechazo del corpus combinado. tests/python/test_kem_api.py comprueba roundtrips por separado y tests/python/test_implicit_rejection.py cubre contenido inválido de capsules. Esos tests no sustituyen los tests de respuesta conocida de desencapsulación.

Superar estos tests aporta evidencia de corrección para las entradas comprobadas, no una prueba de seguridad, cobertura exhaustiva ni certificación oficial. Cualquier afirmación de éxito debe referirse a una ejecución real con el código y la extensión nativa correspondientes.