实验 0：Rust 环境与实验约定

目标

本实验不实现密码算法，而是建立后续实验共同使用的工程边界：

• 初始化 Rust library crate；
• 区分玩具数学代码与真实曲线上的协议实现；
• 约定错误处理、随机数和秘密类型规则；
• 建立最小测试与格式检查流程。

前置条件

• 已安装稳定版 Rust 和 Cargo；
• 当前目录是本学习工程根目录；
• 已阅读导读。

检查环境：

rustc --version
cargo --version
git status --short --branch

任务 1：初始化 library crate

在仓库根目录执行：

cargo init --lib .

选择 library 而不是 binary，因为协议逻辑、测试和不同实验程序应与命令行界面分离。

建议逐步形成下面的结构：

src/
  lib.rs
  toy_field.rs             # 实验 1 的 F17，不进入协议路径
  shamir.rs                # 先用 F17 验证，再扩展到 Scalar
  transcript.rs
  schnorr.rs
  frost/
    mod.rs
    types.rs
    round1.rs
    round2.rs
    aggregate.rs
tests/
  shamir_properties.rs
  protocol_negative.rs

第一天不需要一次创建所有文件。只在开始对应实验时增加模块。

任务 2：记录依赖边界

第一版协议实验建议使用兼容的依赖族：

[dependencies]
curve25519-dalek = { version = "4.1", features = ["digest", "rand_core", "zeroize"] }
sha2 = "0.10"
rand_core = { version = "0.6.4", features = ["getrandom"] }
subtle = "2.6"
zeroize = { version = "1.8", features = ["zeroize_derive"] }
thiserror = "2"

[dev-dependencies]
rand_chacha = "0.3"
proptest = "1"
hex = "0.4"
trybuild = "1"          # 对 move-only 等编译期 API 约束做 UI 测试

这里固定 rand_core 0.6 是为了与 curve25519-dalek 4.x 常用 API 保持 trait 兼容。不要看到更大的版本号就单独升级；开始编码时应再次核对所锁定版本的文档。

实验 1 的玩具有限域可以暂时完全不依赖这些密码库。

任务 3：建立代码规则

在动手前，把以下规则写入模块文档或项目约定：

1. toy_field.rs 中的值可以打印，但类型名或模块名必须明确标记 Toy；真实曲线协议不得依赖它。
2. 协议秘密类型不派生 Copy、Debug 或默认 Serialize。
3. nonce 类型由签名函数按值消费，不提供复制接口。
4. 网络或文件输入的解析返回 Result，不得对敌手输入 unwrap()。
5. transcript 编码显式定义字段顺序和长度，不哈希 Debug 或 JSON。
6. 固定种子 RNG 只用于测试，协议默认使用 OsRng。

任务 4：建立验证命令

每个实验结束前运行：

cargo fmt --check
cargo clippy --all-targets --all-features -- -D warnings
cargo test --all-features

当加入文档测试后，再确认 cargo test --doc 通过。

验收标准

• cargo test 可以运行；
• 玩具数学代码和真实曲线协议的职责在文件、类型名和注释中有明确区别；
• 仓库中没有真实私钥、助记词或生产数据；
• 你能解释为什么测试 RNG 不能进入签名路径；
• 你能指出哪些依赖提供基础原语，哪些协议逻辑必须自己实现。

观察记录

在学习日志中回答：

1. 哪些 bug 可以被 Rust 类型系统减少？
2. 哪些协议错误无法由内存安全阻止？
3. 为什么 zeroize 有帮助，但不能保证秘密从系统中彻底消失？

安全警告

本实验建立的是教学工程纪律，不是生产安全认证。即使所有 lint 和测试通过，也不能证明密码协议正确或实现具有常量时间性质。