Kriptografija u Pythonu: Uvod

Uvod

Kodiranje

• Bytes: Osnovna jedinica podataka u računalu. Većina kriptografskih funkcija zahtjeva rad s byteovima.
• ASCII i UTF-8: Standardi za kodiranje znakova. ASCII pokriva osnovne znakove, dok UTF-8 omogućava kodiranje većeg broja znakova.
• Base64: Algoritam za kodiranje binarnih podataka u tekstualni oblik, često korišten za prijenos podataka.
• Hexadecimalno kodiranje (Hex): Predstavlja byteove u obliku heksadecimalnih vrijednosti, što je korisno za ispis binarnih podataka.

Generiranje nasumičnih brojeva i entropija

• Nasumični brojevi: Ključni su u generiranju kriptografskih ključeva i drugih sigurnosnih elemenata.
• Entropija: Mjera nepredvidljivosti podataka. Viša entropija znači veću sigurnost.

Python moduli: secrets i random

• secrets modul: Koristi se za generiranje kriptografski sigurnih nasumičnih vrijednosti (npr. tokeni, ključevi).
• random modul: Koristi se za opće svrhe nasumičnog odabira, ali nije prikladan za sigurnosne primjene jer nije dizajniran za visoku entropiju.

Praktični primjeri

Konverzija stringa

import base64

# Primjer stringa
tekst = "Pozdrav, kriptografijo!"

# Konverzija stringa u byteove koristeći UTF-8
byte_data = tekst.encode("utf-8")
print("Byte podaci:", byte_data)

# Kodiranje u Base64
base64_encoded = base64.b64encode(byte_data)
print("Base64 kodirano:", base64_encoded)

# Vraćanje iz Base64 natrag u byteove
base64_decoded = base64.b64decode(base64_encoded)
print("Dekodirano iz Base64:", base64_decoded.decode("utf-8"))

# Kodiranje u heksadecimalni format
hex_encoded = byte_data.hex()
print("Hex kodirano:", hex_encoded)

# Vraćanje iz Hex nazad u byteove
hex_decoded = bytes.fromhex(hex_encoded)
print("Dekodirano iz Hex:", hex_decoded.decode("utf-8"))

Objašnjenje:

• Tekst se prvo konvertira u byteove pomoću UTF-8 kodiranja.
• Zatim se primjenjuju Base64 i heksadecimalno kodiranje, uz demonstraciju povratne konverzije.

Korištenje modula random i secrets

import random
import secrets

# Korištenje modula random (nije za kriptografske svrhe)
nasumicni_broj = random.randint(1, 100)
print("Nasumični broj (random):", nasumicni_broj)

# Korištenje modula secrets (kripto sigurno)
siguran_broj = secrets.randbelow(100)
print("Kriptografski siguran broj (secrets):", siguran_broj)

# Generiranje sigurnog tokena
sigurni_token = secrets.token_hex(16)
print("Sigurni token:", sigurni_token)

Objašnjenje:

• Modul random se koristi za opće svrhe, dok modul secrets generira vrijednosti prikladne za kriptografske primjene.
• Generiranjem tokena dobivamo jedinstveni identifikator koji se može koristiti kao ključ ili autentikacijski element.

Zadaci za samostalnu vježbu

Bytes i Kodiranje

Napišite funkciju koja prima tekstualni ulaz, konvertira ga u byteove (UTF-8), kodira u Base64, te zatim vraća dekodirani originalni tekst.

Provjerite ispravnost pomoću base64.b64encode() i base64.b64decode().

Nasumični Brojevi:

Napravite skriptu koja generira 10 kriptografski sigurnih nasumičnih brojeva u rasponu od 0 do 999 koristeći modul secrets.

Rad s Modulom secrets:

Kreirajte funkciju generiraj_token(dužina) koja vraća siguran token u heksadecimalnom obliku duljine definirane argumentom (koristite secrets.token_hex()).