Lab Zero-Trust Vault

Mini-Vault FastAPI : authentification Ed25519, anti-rejeu (timestamp + nonce), échange X25519 éphémère (ECIES) avec HKDF-SHA256 et ChaCha20-Poly1305.

Architecture

flowchart LR
    subgraph net[zero-trust-net - réseau interne]
        C[client-app<br/>client.py]
        V[mini-vault<br/>vault.py :8000]
    end
    S1[(secret client_id.key)] -.tmpfs /var/secrets.-> C
    S2[(secret client_id.pub)] -.tmpfs /var/secrets.-> V
    C -- "POST /v1/secret<br/>payload signé Ed25519" --> V
    V -- "clé pub éphémère + nonce AEAD + ciphertext" --> C

Loading

Protocole

sequenceDiagram
    participant C as Client
    participant V as Vault
    C->>C: Génère paire X25519 éphémère
    C->>C: Signe {ephemeral_pub, timestamp, nonce, secret_name} (Ed25519)
    C->>V: POST /v1/secret
    V->>V: Vérifie |now - timestamp| ≤ 5 s
    V->>V: Rejette si nonce déjà vu
    V->>V: Vérifie la signature (clé publique autorisée)
    V->>V: Génère paire X25519 éphémère, ECDH, HKDF
    V->>V: Chiffre le secret (ChaCha20-Poly1305)
    V-->>C: vault_ephemeral_pub, aead_nonce, ciphertext
    C->>C: ECDH, HKDF, déchiffre en RAM

Loading

Cycle de vie des clés

Clé	Type	Où / quand générée	Où elle vit	Transmise ?
Identité Ed25519	Privée	Une fois, avant lancement (setup.sh / openssl genpkey, ou standalone_debug.py à chaque exécution)	Client uniquement (/var/secrets/client_id.key)	Jamais
Identité Ed25519	Publique	En même temps que la privée	Vault (/var/secrets/client_id.pub)	Montée en secret Docker, pas via l'API
X25519 éphémère client	Privée	À chaque appel de fetch_secret(), avant l'envoi	RAM du client, abandonnée en fin d'appel	Jamais
X25519 éphémère client	Publique	En même temps que la privée	Envoyée au Vault (ephemeral_pub), incluse dans le payload signé	Oui
X25519 éphémère Vault	Privée	À chaque requête de get_secret(), après les contrôles timestamp, nonce, signature et existence du secret	RAM du Vault, abandonnée en fin de requête	Jamais
X25519 éphémère Vault	Publique	En même temps que la privée	Renvoyée au client (vault_ephemeral_pub)	Oui
Clé symétrique (ChaCha20)	Secrète (dérivée)	Calculée par chaque côté : ECDH (sa privée éphémère + la publique de l'autre) puis HKDF	RAM des deux côtés	Jamais

Les clés éphémères n'existent qu'en RAM et ne sont jamais écrites sur disque. Si la clé privée d'identité fuit plus tard, les échanges passés restent indéchiffrables (forward secrecy).

Utilisation

• Tout-en-un : ./setup.sh (génère les clés, test local, puis Docker BuildKit)
• Local sans Docker : python3 standalone_debug.py
• Deux terminaux (breakpoints IDE) :
  • CLIENT_PUB_KEY_PATH=./certs/client_id.pub uvicorn vault:app --host 127.0.0.1 --port 8000 --reload
  • CLIENT_PRIV_KEY_PATH=./certs/client_id.key VAULT_URL=http://127.0.0.1:8000/v1/secret python3 client.py

Lab uniquement : secrets et nonces en mémoire, clés en chmod 644.