DiffieHellmanLib

Библиотека для генерации параметров протокола Диффи-Хеллмана (Diffie-Hellman).

Возможности

• Генерация криптографически безопасных параметров p и g.
• Генерация приватных ключей a и b.
• Генерация публичных ключей A и B.
• Вычисление общего секрета на основе публичных и приватных ключей.

Как оно работает

Основные функции библиотеки реализованы на языке Rust для повышения производительности. Для ускорения генерации простых чисел p используется кэш, хранящий сгенерированные значения с меткой времени. Если срок хранения (1 час) истек, генерируется новое значение p, а старое удаляется.

Принцип работы Diffie-Hellman:

1. Обе стороны договариваются о согласовании общих публичных параметров: большого простого числа p и примитивного корня по модулю p - g. Размер простого числа p напрямую влияет на безопасность алгоритма: чем больше p, тем сложнее его взломать. В библиотеке установлено ограничение на размер p: от 512 до 8192 бит. Рекомендуемый размер p - 2048 бит. На моей системе (Intel Core i3-7gen, 6 ГБ ОЗУ) генерация p занимает около 6-8 секунд, но благодаря кэшированию удается достичь прироста скорости до 21 раза (результаты могут отличаться на других системах).
2. Каждая сторона генерирует свой приватный ключ (a или b) – случайное число в диапазоне от 1 до p - 1, используя криптографически безопасный генератор случайных чисел.
3. Каждая сторона вычисляет свой публичный ключ:
   • Алиса: A = g^a mod p
   • Боб: B = g^b mod p
4. Стороны обмениваются публичными ключами.
5. Каждая сторона вычисляет общий секрет K:
   • Алиса: K = B^a mod p
   • Боб: K = A^b mod p

В результате обе стороны получают одинаковый общий секрет K, который далее может быть использован для генерации ключей шифрования и векторов инициализации. Для повышения безопасности, K проходит хеширование SHA-256 и HKDF с использованием встроенной соли.

Безопасность

• Важно! При передаче сгенерированных параметров (p и g) по сети используйте надежные механизмы аутентификации и проверки целостности данных (например, цифровые подписи, HMAC и т.п.).
• Размер p в 512 бит следует использовать только для тестирования. Для реальных задач рекомендуется использовать 1024 или 2048 бит.
• При использовании кэширования учитывайте, что скомпрометированное значение p в кэше может снизить безопасность.

Установка

1. Убедитесь, что у вас установлены Rust и Cargo. Вы можете установить их с помощью rustup.

2. Убедитесь, что у вас установлен Python 3.7 или выше.

3. Установите библиотеку с помощью pip:

   pip install diffiehellmanlib
   

   (Для Linux x64-x86 доступны готовые wheel-пакеты).

4. Если установка через pip не удалась, можно установить из исходников:

   git clone https://github.com/kostya2023/diffiehellmanlib.git
   cd diffiehellmanlib
   python -m venv venv       # Создание виртуального окружения
   source venv/bin/activate   # Активация виртуального окружения (Linux/macOS)
   .\venv\Scripts\activate    # Активация виртуального окружения (Windows)
   pip install maturin       # Установка maturin - инструмента для сборки Python-расширений на Rust
   maturin build --release   # Сборка расширения в режиме release
   pip install ./target/wheels/diffiehellmanlib*.whl  # Установка собранного wheel-файла
   

Использование

import diffiehellmanlib as dh

# Генерация криптографических параметров
p, g = dh.generate_p_g(1024)
print(f"p (первые 20 символов): {p[:20]}...")
print(f"g: {g}")

# Генерация ключей Алисы
a = dh.generate_a_or_b(p)
A = dh.generate_A_or_B(p, g, a)
print(f"\nАлиса:\nСекретный ключ (начало): {a[:10]}...\nПубличный ключ (начало): {A[:20]}...")

# Генерация ключей Боба
b = dh.generate_a_or_b(p)
B = dh.generate_A_or_B(p, g, b)
print(f"\nБоб:\nСекретный ключ (начало): {b[:10]}...\nПубличный ключ (начало): {B[:20]}...")

# Вычисление общего секрета
shared_key_alice = dh.generate_shared_key(B, p, a)
shared_key_bob = dh.generate_shared_key(A, p, b)

print(f"\nРезультат:\nКлюч Алисы: {shared_key_alice}\nКлюч Боба:   {shared_key_bob}")

Лицензия

• “Буду рад, если вы укажете меня как автора при использовании этого софта.” =)
• MIT

Авторы

• kostya2023