app

app.py

@@ -0,0 +1,181 @@
+from curve import Curve
+import tools, random
+
+# Глобальные переменные эллептической кривой и пользовательских ключей
+cur = None
+p1KeyPriv = p1KeyPub = None
+p2KeyPriv = p2KeyPub = None
+
+# Проверка ввода целого числа
+def readInteger(text):
+    if len(text) > 0:
+        text += ': '
+    try:
+        return int(input(text))
+    except:
+        return None
+
+# Цикличная проверка ввода целого числа
+def readIntregerCycle(text):
+    res = None
+    while res is None:
+        res = readInteger(text)
+        if res is None:
+            print('Укажите целое число')
+    return res
+
+# Установка точки g эллиптической кривой
+def setupG(g):
+    cur.g = g
+    print('Точка g установлена. Вычисляется порядок подгруппы. Пожалуйста, подождите.')
+    cur.setupN()
+    input('Порядок подгруппы вычислен. Для продолжания нажмите ввод. ')
+
+# Вывод информции об эллиптической кривой
+def curveInfo():
+    print('Эллиптическая кривая:')
+    if cur == None:
+        print('Не определена')
+        return
+    print('Уравнение: y² = x³ + {}x + {}'.format(cur.a, cur.b))
+    print('Размер конечного поля: {}'.format(cur.p))
+    if cur.g.isNone():
+        print('Точка g не определена')
+    else:
+        print('Точка g: ({}, {})'.format(cur.g.x, cur.g.y))
+    if cur.n is None:
+        print('Порядок подгруппы (n) не определен')
+    else:
+        print('Порядок подгруппы (n): {}'.format(cur.n))
+    print('>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>')
+    if p1KeyPriv is None:
+        print('Пары ключей пользователей не определены')
+    else:
+        print('Пары ключей пользователей сгенерированы')
+        print('Пользователь 1 - priv: {}, pub ({}, {})'.format(p1KeyPriv, p1KeyPub.x, p1KeyPub.y))
+        print('Пользователь 2 - priv: {}, pub ({}, {})'.format(p2KeyPriv, p2KeyPub.x, p2KeyPub.y))
+    print('>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>')
+
+# Инициализиция эллиптической кривой
+def initCurve():
+    global cur
+    a = b = p = None
+    print('Укажите параметры эллиптической кривой:')
+    while True:
+        a = readIntregerCycle('a (коэффицент, целое число)')
+        b = readIntregerCycle('b (коэффицент, целое число)')
+        if tools.isCurveSingular(a, b):
+            mes = 'Кривая сингулярна (4a³ + 27b² = 0). Указать новые параметры кривой? [y/n] '
+            answ = input(mes)
+            if answ.lower() != 'y':
+                return
+        else:
+            break
+    while True:
+        p = readIntregerCycle('p (размер конечного поля, целое простое число)')
+        pp = tools.searchPrime(p)
+        if p != pp:
+            print('Число [{}] не является простым. Ближайшее простое число - [{}]'.format(p, pp))
+            answ = input('Установить число [{}] в качестве p эллептической кривой? [y/n] '.format(pp))
+            if answ.lower() == 'y':
+                p = pp
+                break
+        else:
+            break
+    cur = Curve(p, a, b)
+
+# Обработка ввода в главном меню
+def readMainMenu():
+    global cur
+    global p1KeyPriv 
+    global p1KeyPub
+    global p2KeyPriv 
+    global p2KeyPub
+    num = readInteger('>> ')
+    if num == 9:
+        exit(0)
+    if cur is None:
+        if num == 1:
+            initCurve()
+    else:
+        if num == 1:
+            cur = None
+            return
+        if cur.g.isNone():
+            if num == 2:
+                print('Вычисляется точка g. Пожалуйста, подождите.')
+                cur.setupGAuto()
+                setupG(cur.g)
+            elif num == 3:
+                while True:
+                    x = readIntregerCycle('Укажите x (целое число)')
+                    y = readIntregerCycle('Укажите y (целое число)')
+                    p = cur.point(x, y)
+                    if not p.isInCurve():
+                        answ = input('Точка ({}, {}) не расположена на данной кривой. Указать другую точку? (y/n): '.format(p.x, p.y))
+                        if answ.lower() != 'y':
+                            break
+                    else:
+                        setupG()
+                        break
+            elif num == 4:
+                rnd = random.randrange(1, cur.p - 1)
+                p1, p2 = cur.searchClosePoints(rnd)
+                print(p1.coords(), p2.coords())
+                readMainMenu()
+        else:
+            if p1KeyPriv is None:
+                if num == 2:
+                    print('Генерация ключей для пользователя 1...')
+                    p1KeyPriv, p1KeyPub = cur.randomKeypair()
+                    print('Готово. p1KeyPriv: {}, p1KeyPub ({}, {})'.format(p1KeyPriv, p1KeyPub.x, p1KeyPub.y))
+                    print('Генерация ключей для пользователя 2...')
+                    p2KeyPriv, p2KeyPub = cur.randomKeypair()
+                    print('Готово. p2KeyPriv: {}, p2KeyPub ({}, {})'.format(p2KeyPriv, p2KeyPub.x, p1KeyPub.y))
+            else:
+                if num == 2:
+                    message = ""
+                    while True:
+                        message = input('Введите текстовое сообщение: ')
+                        if len(message) == 0:
+                            print('Сообщение пустое. Введите непустое сообщение.')
+                        else:
+                            break
+                    print(p1KeyPriv, p2KeyPub)
+                    p1KeySecret = cur.pointSecret(p1KeyPriv, p2KeyPub)
+                    print('Секретный ключ пользователя 1: ({}, {})'.format(p1KeySecret.x, p1KeySecret.y))
+                    p2KeySecret = cur.pointSecret(p2KeyPriv, p1KeyPub)
+                    print('Секретный ключ пользователя 2: ({}, {})'.format(p2KeySecret.x, p2KeySecret.y))
+                    p1MessageEncrypted = cur.encodeMessage(p1KeySecret, message)
+                    print("Зашифрованное сообщение пользователем 1: {}".format(p1MessageEncrypted))
+                    p1MessageDecrypted = cur.decodeMessage(p2KeySecret, p1MessageEncrypted)
+                    print("Расшифрованное сообщение пользователем 2: {}".format(p1MessageDecrypted))                
+                    input('Демонстрация завершена. Для продолжения нажмите ввод.')
+
+# Вывод главного меню
+def mainMenu():
+    curveInfo()
+    print('')
+    print('Укажите пункт меню:')
+    if cur is None:
+        print('1) Определить эллиптическую кривую')
+    else:
+        print('1) Сбросить параметры эллептической кривой')
+        if cur.g.isNone():
+            print('2) Установить случайную точку g')
+            print('3) Указать координату точки g вручную')
+            print('4) Найти и показать случайную пару точек')
+        else:
+            if p1KeyPriv is None:
+                print('2) Сгенерировать ключевые пары пользователей')
+            else:
+                print('2) Демонстрация работы шифрования')
+    print('9) Выход из программы')
+    readMainMenu()
+    print('')
+    print('+++++++++++++++++++++++++++++++++')
+    print('')
+
+# Главный цикл программы
+while True:
+    mainMenu()

tools.py

@@ -0,0 +1,16 @@
+import sympy
+
+# Проверка, является ли число простым
+def isPrime(val):
+    return sympy.isprime(val)
+
+
+# Поиск ближайшего простого числа
+def searchPrime(val):
+    while True:
+        if isPrime(val):
+            return val
+        val += 1
+
+def isCurveSingular(a, b):
+    return 4 * a ** 3 + 27 * b ** 2 == 0