6212 Голосов Н.В. Лаб. 3 Вар. 3

lab_3/asym_RSA.py

@@ -0,0 +1,28 @@
+from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import padding
+from cryptography.hazmat.primitives import hashes
+
+class AsymRSA:
+    """
+        Класс асимметричного шифрования и дешифрования через RSA
+    """
+    @staticmethod
+    def encrypt_rsa(text: bytes, public_key):
+        """
+        Ассиметричное шифрование текста по публичному ключу
+        :param text: Текст для зашифровки
+        :param public_key: Публичный ключ для шифрования
+        """
+        return public_key.encrypt(text, padding.OAEP(mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),algorithm=hashes.SHA256(),label=None))
+
+
+    @staticmethod
+    def decrypt_rsa(encrypted_text: bytes, private_key) -> bytes:
+        """
+        Ассиметричное дешифрование текста по приватному ключу
+        :param encrypted_text: Зашифрованный текст
+        :param private_key: Приватный ключ для дешифрования
+        """
+        return private_key.decrypt(encrypted_text, padding.OAEP(mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()),
+                                                           algorithm=hashes.SHA256(), label=None))
+
+

lab_3/config.py

@@ -0,0 +1,19 @@
+import json
+
+try:
+    with open("settings.json", 'r', encoding='utf-8') as js:
+        config = json.load(js)
+
+    INITIAL_FILE = config["initial_file"]
+    ENCRYPTED_FILE = config["encrypted_file"]
+    DECRYPTED_FILE = config["decrypted_file"]
+    SYMMETRIC_KEY = config["symmetric_key"]
+    PUBLIC_KEY = config["public_key"]
+    PRIVATE_KEY = config["secret_key"]
+    NONCE_FILE = config["nonce_file"]
+
+except FileNotFoundError:
+    print("Файл settings.json не найден.")
+
+except Exception as e:
+    print(f"Ошибка при загрузке конфигурационных данных: {e}")

lab_3/decrypted_text.txt

@@ -0,0 +1,2 @@
+В современном мире программирование стало фундаментальным навыком, сравнимым с чтением и письмом. Умение понимать язык компьютеров открывает невероятные возможности — от создания сайтов до разработки искусственного интеллекта. Каждая строка кода превращает абстрактную идею в работающее приложение или полезный сервис.
+Изучение программирования развивает логическое мышление, учит решать сложные задачи путем их разбиения на более простые части. Этот навык полезен не только разработчикам, но и ученым, аналитикам, дизайнерам. В эпоху цифровизации понимание принципов работы ПО становится конкурентным преимуществом на рынке труда.

lab_3/file_manager.py

@@ -0,0 +1,45 @@
+import json
+
+class FileManager:
+    _path_file: str = ""
+    _method: str = ""
+
+    def __init__(self, path_file="", method=""):
+        self._path_file = path_file
+        self._method = method
+
+    def read(self, path_file="", method=""):
+        try:
+            if path_file != "":
+                self._path_file = path_file
+            else: self._path_file = self._path_file
+
+            if method != "":
+                self._method = method
+            else:  self._method = self._method
+
+            if self._method != "r":
+                with open(self._path_file, self._method) as f:
+                    return f.read()
+            else:
+                with open(self._path_file, self._method, encoding='utf-8') as f:
+                    return f.read()
+
+        except Exception as ex:
+            raise Exception(f"Ошибка чтения: {ex}")
+
+    def write(self, data, path_file="", method=""):
+        try:
+            if path_file != "":
+                self._path_file = path_file
+            else: self._path_file = self._path_file
+
+            if method != "":
+                self._method = method
+            else: self._method = self._method
+
+            with open(self._path_file, self._method) as f:
+                f.write(data)
+
+        except Exception as ex:
+            raise Exception(f"Ошибка записи: {ex}")

lab_3/generate_keys.py

@@ -0,0 +1,35 @@
+import os
+from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa
+
+
+class GenerateKey:
+    """
+        Класс для генерации ключей
+    """
+
+    @staticmethod
+    def generate_sym_key() -> tuple:
+        """
+        Создает симметричный ключ (256 бит) и одноразовое случайное число (128 бит)
+        :return: Кортеж из симметричного ключ и одноразового случайного числа
+        """
+        key_size = 32  # 256 бит = 32 байта
+        nonce_size = 16  # 128 бит = 16 байтов
+
+        key = os.urandom(key_size)
+        nonce = os.urandom(nonce_size)
+
+        return key, nonce
+
+    @staticmethod
+    def generate_asym_keys() -> tuple:
+        """
+        Создает пару асимметричных ключей RSA
+        :return: Кортеж из приватного и публичного ключей
+        """
+        key = rsa.generate_private_key(
+            public_exponent=65537,
+            key_size=2048
+        )
+        return key, key.public_key()
+

lab_3/main.py

@@ -0,0 +1,30 @@
+import os
+import argparse
+from scenaries import Scenario
+
+
+def main():
+    parser = argparse.ArgumentParser()
+    group = parser.add_mutually_exclusive_group(required = True)
+    group.add_argument('-gen', '--generation', help='Запускает режим генерации ключей', action='store_true')
+    group.add_argument('-enc', '--encryption', help='Запускает режим шифрования', action='store_true')
+    group.add_argument('-dec', '--decryption', help='Запускает режим дешифрования', action='store_true')
+
+    args = parser.parse_args()
+
+    try:
+        if args.generation:
+            Scenario.generate_keys()
+        elif args.encryption:
+            Scenario.encrypt_text()
+        elif args.decryption:
+            Scenario.decrypt_text()
+        else:
+            print("Ошибка: Выбран не существующий вариант")
+
+    except Exception as e:
+        print(f"Произошла критическая ошибка: {e}")
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

lab_3/nonce.bin

@@ -0,0 +1 @@
+F�s�����Pޒ
�.�

lab_3/private_key.pem

@@ -0,0 +1,27 @@
+-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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+-----END RSA PRIVATE KEY-----

lab_3/public_key.pem

@@ -0,0 +1,9 @@
+-----BEGIN PUBLIC KEY-----
+MIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEAtU3ADpdTZ1jmGtfEFyPA
+q6I2kgaWumRworK4ogiMKhsFaCzyDDkIIDXB2bhR+rwS7Z0Zfrs22HhD68sBklag
+9RGT4jorgC/HR9zAjA76fghzMdAFgR5y03rh8A49r9eTOlbc4QZsh/tXBHWzhLuC
+Lf/UUxPtFz9TUBEKDOLPqhL7xdcuLyiZK4153C8e6Qu3HsuXsSbvIRgvu4MHmGZh
+eAV1H9DPFxJWdHCcOKSdcl/Y0D/DTrj/ID0Rdsux3gRcxjbW550jUOljcPntyccW
+URg2ybnHQT48U3ThmcNJbol9HpTsFnGqXWWko1UeJAMiZT2C5XQUMflFRy2nr33/
+ZQIDAQAB
+-----END PUBLIC KEY-----

lab_3/scenaries.py

@@ -0,0 +1,86 @@
+from cryptography.hazmat.primitives import serialization
+from cryptography.hazmat.primitives.serialization import load_pem_public_key, load_pem_private_key
+from config import (
+    DECRYPTED_FILE,
+    ENCRYPTED_FILE,
+    INITIAL_FILE,
+    PRIVATE_KEY,
+    SYMMETRIC_KEY,
+    PUBLIC_KEY,
+    NONCE_FILE
+)
+from asym_RSA import AsymRSA
+from sym_ChaCha20 import ChaCha20
+from generate_keys import GenerateKey
+from file_manager import FileManager
+
+
+class Scenario:
+
+    @staticmethod
+    def generate_keys():
+        """
+        Сценарий генерации ключей.
+        Генерирует публичный и приватный ассиметричные ключи,
+        так же генерирует симметричный ключ и ассиметрично шифрует его.
+        Все ключи записываются в соответствующие файлы
+        """
+        file_manager = FileManager()
+
+        private_key, public_key = GenerateKey.generate_asym_keys()
+        sym_key, nonce = GenerateKey.generate_sym_key()
+
+        file_manager.write(public_key.public_bytes(encoding=serialization.Encoding.PEM,
+                                                   format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo),PUBLIC_KEY, "wb")
+        file_manager.write(private_key.private_bytes(encoding=serialization.Encoding.PEM,
+                                                     format=serialization.PrivateFormat.TraditionalOpenSSL,
+                                                     encryption_algorithm=serialization.NoEncryption()), PRIVATE_KEY, "wb")
+
+        encrypt_sym_key = AsymRSA.encrypt_rsa(sym_key, public_key)
+        file_manager.write(nonce, NONCE_FILE, "wb")
+        file_manager.write(encrypt_sym_key, SYMMETRIC_KEY, "wb")
+
+        print(f"Успешно завершен сценарий генерации ключей, сохранено в файлах: {PUBLIC_KEY}, {PRIVATE_KEY}, {SYMMETRIC_KEY}\n")
+
+
+    @staticmethod
+    def encrypt_text():
+        """
+        Сценарий шифрования текста.
+        Использует заранее сгенерированные ключи и шифрует текст симметричным способом
+        """
+        file_manager = FileManager()
+
+        private_bytes = file_manager.read(PRIVATE_KEY, "rb")
+        private_key = load_pem_private_key(private_bytes, password=None)
+
+        encrypted_sym_key = file_manager.read(SYMMETRIC_KEY, "rb")
+        sym_key = AsymRSA.decrypt_rsa(encrypted_sym_key, private_key)
+        nonce = file_manager.read(NONCE_FILE, "rb")
+
+        text = file_manager.read(INITIAL_FILE, "r")
+        encrypted_text = ChaCha20.encrypt_chacha20(text, sym_key, nonce)
+        file_manager.write(encrypted_text, ENCRYPTED_FILE, "wb")
+
+        print(f"Успешно завершен сценарий шифрования текста, записан в файле: {ENCRYPTED_FILE}\n")
+
+
+    @staticmethod
+    def decrypt_text():
+        """
+        Сценарий дешифрования текста.
+        Использует заранее сгенерированные ключи и дешифрует текст симметричным способом
+        """
+        file_manager = FileManager()
+
+        private_bytes = file_manager.read(PRIVATE_KEY, "rb")
+        private_key = load_pem_private_key(private_bytes, password=None)
+        encrypted_sym_key = file_manager.read(SYMMETRIC_KEY, "rb")
+        sym_key = AsymRSA.decrypt_rsa(encrypted_sym_key, private_key)
+        nonce = file_manager.read(NONCE_FILE, "rb")
+
+        data = file_manager.read(ENCRYPTED_FILE, "rb")
+        decrypted_text = ChaCha20.decrypt_chacha20(data, sym_key, nonce)
+        file_manager.write(decrypted_text, DECRYPTED_FILE, "wb")
+
+        print(f"Успешно завершен сценарий дешифрования текста, записан в файле: {DECRYPTED_FILE}\n")

lab_3/settings.json

@@ -0,0 +1,9 @@
+{
+    "initial_file":   "text.txt",
+    "encrypted_file": "encrypted_text.bin",
+    "decrypted_file": "decrypted_text.txt",
+    "symmetric_key":  "sym_key.bin",
+    "public_key":     "public_key.pem",
+    "secret_key":     "private_key.pem",
+    "nonce_file":     "nonce.bin"
+}

lab_3/sym_ChaCha20.py

@@ -0,0 +1,36 @@
+import os
+from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms
+
+
+class ChaCha20:
+    """
+        Класс для симметричного шифрования и дешифрования через ChaCha20
+    """
+    @staticmethod
+    def encrypt_chacha20(text: str, key: bytes, nonce: bytes) -> bytes:
+        """
+        Шифрование текста по ChaCha20 симметричным ключом
+        :param text: Текст для зашифровки
+        :param key: Ключ шифрования
+        :param nonce: Одноразовое число для шифрования
+        """
+        cipher = Cipher(algorithms.ChaCha20(key, nonce), mode=None)
+        encryptor = cipher.encryptor()
+
+        return encryptor.update(text.encode('utf-8'))
+
+
+    @staticmethod
+    def decrypt_chacha20(encrypt_text: bytes, key: bytes, nonce: bytes) -> bytes:
+        """
+        Дешифрование текста по ChaCha20 симметричным ключом
+        :param encrypt_text: Зашифрованный текст
+        :param key: Ключ для дешифрования
+        :param nonce: Одноразовое число использовавшееся при шифровании
+        """
+        cipher = Cipher(algorithms.ChaCha20(key, nonce), mode=None)
+        decryptor = cipher.decryptor()
+
+        return decryptor.update(encrypt_text)
+
+

lab_3/sym_key.bin

@@ -0,0 +1 @@
+��"۲5�,��ޡh(
�-?�}��W�ۼO]�߆�"=�r�-�q\ivb�L|�'��x�$W�=�����mS0���?>�#�=�7c�>U���F�i-+͢�ǎ�%�"�0�2��F:K��`�9��e�Uq�S��>C�+�&��p/[��~rX0����s�Uf�!d�Y���e�~���0 �#؜f�kB �ox�#��S�?,���]�O;�G2Zn@��i�vD�ݡ��o7!C঴7kp�	N�=

lab_3/text.txt

@@ -0,0 +1,2 @@
+В современном мире программирование стало фундаментальным навыком, сравнимым с чтением и письмом. Умение понимать язык компьютеров открывает невероятные возможности — от создания сайтов до разработки искусственного интеллекта. Каждая строка кода превращает абстрактную идею в работающее приложение или полезный сервис.
+Изучение программирования развивает логическое мышление, учит решать сложные задачи путем их разбиения на более простые части. Этот навык полезен не только разработчикам, но и ученым, аналитикам, дизайнерам. В эпоху цифровизации понимание принципов работы ПО становится конкурентным преимуществом на рынке труда.