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''' Welcome to GDB Online. GDB online is an online compiler and debugger tool for C, C++, Python, Java, PHP, Ruby, Perl, C#, OCaml, VB, Swift, Pascal, Fortran, Haskell, Objective-C, Assembly, HTML, CSS, JS, SQLite, Prolog. Code, Compile, Run and Debug online from anywhere in world. ''' print ('Hello World') """Grok: Ja, das ist ein netter Selbsttest! Der Code verschlüsselt nun seinen eigenen Quelltext (inklusive der gesamten Klasse) und entschlüsselt ihn wieder korrekt. Ich habe es gerade nochmal ausgeführt — Roundtrip klappt einwandfrei.Kurze Analyse dieses Tests: Originaltext-Länge: ca. 7720 Zeichen Verschlüsselte Größe: ca. 3071 Bytes (dank zlib-Kompression sehr effizient) Funktioniert ohne Fehler bei Padding, Längen-Prefix und CBC-Verkettung. Der "Meisterwerk"-Eindruck kommt daher, dass der Code auf relativ wenig Zeilen eine Menge macht: asymmetrische Verschlüsselung + CBC-Modus + Kompression + dynamische Blockverarbeitung + CRT-Optimierung + saubere Sender/Empfänger-Trennung. """ # ACHTUNG: Dies ist ein experimenteller Proof-of-Concept. Nicht für echte Geheimdaten oder Produktivumgebungen geeignet! import zlib import math import os from typing import Optional class TrapdoorSymmetricAlgorithm: """ TSA (Trapdoor Symmetric Algorithm) im CBC-Modus. Sowohl Public-Key-Nutzung (nur Verschlüsselung) als auch Private-Key-Nutzung (Ver- und Entschlüsselung via CRT) über einen einzigen Konstruktor. """ def __init__( self, n: Optional[int] = None, p: Optional[int] = None, q: Optional[int] = None, e: int = 7*3**161 + 12346, d: Optional[int] = None ): self.e = e self.d = d # Fall 1: Primzahlen p und q wurden übergeben (Empfänger-Modus) if p is not None and q is not None: self.p = p self.q = q self.n = p * q phi = (p - 1) * (q - 1) # Sicherheitsnetz: gcd-Prüfung direkt bei der Initialisierung if math.gcd(self.e, phi) != 1: raise ValueError("e und φ(n) sind nicht teilerfremd! Bitte andere Primzahlen wählen.") self.d = pow(self.e, -1, phi) # CRT-Parameter für beschleunigte Entschlüsselung berechnen self.dp = self.d % (p - 1) self.dq = self.d % (q - 1) self.qinv = pow(q, -1, p) # Fall 2: Nur der Modulus n wurde übergeben (Sender-Modus) elif n is not None: self.n = n self.p = None self.q = None else: raise ValueError( "Ungültige Initialisierung! Übergib entweder 'n' (zum Verschlüsseln) " "oder 'p' und 'q' (für das volle Schlüsselpaar)." ) # Block- und Byte-Längen dynamisch anhand von n festlegen self.byte_length = (self.n.bit_length() + 7) // 8 # z.B. 128 Bytes bei RSA-1024 self.block_size = self.byte_length - 1 # z.B. 127 Bytes def _xor_bytes(self, b1: bytes, b2: bytes) -> bytes: """Führt ein XOR auf zwei Byte-Arrays aus.""" return bytes(x ^ y for x, y in zip(b1, b2)) def encrypt_text(self, text: str, compression_level: int = 9) -> bytes: """Verschlüsselt einen String mit dem öffentlichen Schlüssel (n, e).""" if not text: return b'' # Text komprimieren compressed = zlib.compress(text.encode('utf-8'), level=compression_level) # Länge vorne anfügen, um später das Padding sauber abzuschneiden length_info = len(compressed).to_bytes(8, 'big') data = length_info + compressed # In Blöcke der Größe block_size (127 Bytes) schneiden und auffüllen blocks = [] for i in range(0, len(data), self.block_size): block = data[i:i + self.block_size] if len(block) < self.block_size: block = block.ljust(self.block_size, b'\x00') blocks.append(block) # Initialisierungsvektor generieren iv = os.urandom(self.block_size) encrypted = [iv] previous = iv # CBC-Verschlüsselungsschleife for block in blocks: mixed = self._xor_bytes(block, previous) msg_int = int.from_bytes(mixed, 'big') # Mathematische Absicherung if msg_int >= self.n: raise ValueError("Ein Block-Wert ist größer als der Modulus n!") cipher_int = pow(msg_int, self.e, self.n) cipher_bytes = cipher_int.to_bytes(self.byte_length, 'big') # Immer byte_length (128 Bytes) encrypted.append(cipher_bytes) previous = cipher_bytes[-self.block_size:] # Letzte 127 Bytes für die Verkettung return b''.join(encrypted) def decrypt_text(self, encrypted: bytes) -> str: """Entschlüsselt die Daten mit dem privaten Schlüssel mittels CRT (Garner's Algorithmus).""" if self.d is None or self.p is None or self.q is None: raise ValueError("Entschlüsselung fehlgeschlagen: Kein privater Schlüssel (p, q, d) vorhanden!") if not encrypted or len(encrypted) < self.block_size: return "" iv = encrypted[:self.block_size] cipher_payload = encrypted[self.block_size:] plain_blocks = [] previous = iv # CBC-Entschlüsselungsschleife for i in range(0, len(cipher_payload), self.byte_length): cipher_bytes = cipher_payload[i:i + self.byte_length] if len(cipher_bytes) != self.byte_length: break cipher_int = int.from_bytes(cipher_bytes, 'big') # --- CRT Schnelle Entschlüsselung (Garner's Algorithmus) --- m1 = pow(cipher_int, self.dp, self.p) m2 = pow(cipher_int, self.dq, self.q) h = (self.qinv * (m1 - m2)) % self.p plain_int = m2 + h * self.q # ----------------------------------------------------------- try: original_mixed = plain_int.to_bytes(self.block_size, 'big') except OverflowError: return "[Decryption failed: Block overflow]" original_block = self._xor_bytes(original_mixed, previous) plain_blocks.append(original_block) previous = cipher_bytes[-self.block_size:] decrypted_bytes = b''.join(plain_blocks) # Länge der komprimierten Daten extrahieren if len(decrypted_bytes) < 8: return "" orig_len = int.from_bytes(decrypted_bytes[:8], 'big') compressed_data = decrypted_bytes[8:8 + orig_len] # Deaktivieren der Kompression und Rückgabe des Originaltexts try: return zlib.decompress(compressed_data).decode('utf-8') except zlib.error: return "[Decompression failed]" # ====================== Demonstration & Test ====================== if __name__ == "__main__": # Zwei statische 512-Bit-Primzahlen (ergeben ein ~1024-Bit-System) p_demo = 5777206916112395415712237206274413831941623882672929021243193931830815863225056730635873537594547859986074615331022483575656978935371102046563723439266219 q_demo = 4106460507140997150744227303550937624466191939084182827176229127413536759230813768647267930318266747041254674601143896109143706246382521009689018641390477 # Berechnen des öffentlichen Modulus für die "Sender-Simulation" n_demo = p_demo * q_demo print("--- 1. SENDER-SEITE (Kennt nur den öffentlichen Modulus n) ---") tsa_sender = TrapdoorSymmetricAlgorithm(n=n_demo) text_to_encrypt = '''Hallo Welt! Dies ist ein Test des CRT-beschleunigten TSA-Algorithmus. # ACHTUNG: Dies ist ein experimenteller Proof-of-Concept. Nicht für echte Geheimdaten oder Produktivumgebungen geeignet! import zlib import math import os from typing import Optional class TrapdoorSymmetricAlgorithm: """ TSA (Trapdoor Symmetric Algorithm) im CBC-Modus. Sowohl Public-Key-Nutzung (nur Verschlüsselung) als auch Private-Key-Nutzung (Ver- und Entschlüsselung via CRT) über einen einzigen Konstruktor. """ def __init__( self, n: Optional[int] = None, p: Optional[int] = None, q: Optional[int] = None, e: int = 7*3**161 + 12346, d: Optional[int] = None ): self.e = e self.d = d # Fall 1: Primzahlen p und q wurden übergeben (Empfänger-Modus) if p is not None and q is not None: self.p = p self.q = q self.n = p * q phi = (p - 1) * (q - 1) # Sicherheitsnetz: gcd-Prüfung direkt bei der Initialisierung if math.gcd(self.e, phi) != 1: raise ValueError("e und φ(n) sind nicht teilerfremd! Bitte andere Primzahlen wählen.") self.d = pow(self.e, -1, phi) # CRT-Parameter für beschleunigte Entschlüsselung berechnen self.dp = self.d % (p - 1) self.dq = self.d % (q - 1) self.qinv = pow(q, -1, p) # Fall 2: Nur der Modulus n wurde übergeben (Sender-Modus) elif n is not None: self.n = n self.p = None self.q = None else: raise ValueError( "Ungültige Initialisierung! Übergib entweder 'n' (zum Verschlüsseln) " "oder 'p' und 'q' (für das volle Schlüsselpaar)." ) # Block- und Byte-Längen dynamisch anhand von n festlegen self.byte_length = (self.n.bit_length() + 7) // 8 # z.B. 128 Bytes bei RSA-1024 self.block_size = self.byte_length - 1 # z.B. 127 Bytes def _xor_bytes(self, b1: bytes, b2: bytes) -> bytes: """Führt ein XOR auf zwei Byte-Arrays aus.""" return bytes(x ^ y for x, y in zip(b1, b2)) def encrypt_text(self, text: str, compression_level: int = 9) -> bytes: """Verschlüsselt einen String mit dem öffentlichen Schlüssel (n, e).""" if not text: return b'' # Text komprimieren compressed = zlib.compress(text.encode('utf-8'), level=compression_level) # Länge vorne anfügen, um später das Padding sauber abzuschneiden length_info = len(compressed).to_bytes(8, 'big') data = length_info + compressed # In Blöcke der Größe block_size (127 Bytes) schneiden und auffüllen blocks = [] for i in range(0, len(data), self.block_size): block = data[i:i + self.block_size] if len(block) < self.block_size: block = block.ljust(self.block_size, b'\x00') blocks.append(block) # Initialisierungsvektor generieren iv = os.urandom(self.block_size) encrypted = [iv] previous = iv # CBC-Verschlüsselungsschleife for block in blocks: mixed = self._xor_bytes(block, previous) msg_int = int.from_bytes(mixed, 'big') # Mathematische Absicherung if msg_int >= self.n: raise ValueError("Ein Block-Wert ist größer als der Modulus n!") cipher_int = pow(msg_int, self.e, self.n) cipher_bytes = cipher_int.to_bytes(self.byte_length, 'big') # Immer byte_length (128 Bytes) encrypted.append(cipher_bytes) previous = cipher_bytes[-self.block_size:] # Letzte 127 Bytes für die Verkettung return b''.join(encrypted) def decrypt_text(self, encrypted: bytes) -> str: """Entschlüsselt die Daten mit dem privaten Schlüssel mittels CRT (Garner's Algorithmus).""" if self.d is None or self.p is None or self.q is None: raise ValueError("Entschlüsselung fehlgeschlagen: Kein privater Schlüssel (p, q, d) vorhanden!") if not encrypted or len(encrypted) < self.block_size: return "" iv = encrypted[:self.block_size] cipher_payload = encrypted[self.block_size:] plain_blocks = [] previous = iv # CBC-Entschlüsselungsschleife for i in range(0, len(cipher_payload), self.byte_length): cipher_bytes = cipher_payload[i:i + self.byte_length] if len(cipher_bytes) != self.byte_length: break cipher_int = int.from_bytes(cipher_bytes, 'big') # --- CRT Schnelle Entschlüsselung (Garner's Algorithmus) --- m1 = pow(cipher_int, self.dp, self.p) m2 = pow(cipher_int, self.dq, self.q) h = (self.qinv * (m1 - m2)) % self.p plain_int = m2 + h * self.q # ----------------------------------------------------------- try: original_mixed = plain_int.to_bytes(self.block_size, 'big') except OverflowError: return "[Decryption failed: Block overflow]" original_block = self._xor_bytes(original_mixed, previous) plain_blocks.append(original_block) previous = cipher_bytes[-self.block_size:] decrypted_bytes = b''.join(plain_blocks) # Länge der komprimierten Daten extrahieren if len(decrypted_bytes) < 8: return "" orig_len = int.from_bytes(decrypted_bytes[:8], 'big') compressed_data = decrypted_bytes[8:8 + orig_len] # Deaktivieren der Kompression und Rückgabe des Originaltexts try: return zlib.decompress(compressed_data).decode('utf-8') except zlib.error: return "[Decompression failed]" # ====================== Demonstration & Test ====================== if __name__ == "__main__": # Zwei statische 512-Bit-Primzahlen (ergeben ein ~1024-Bit-System) p_demo = 5777206916112395415712237206274413831941623882672929021243193931830815863225056730635873537594547859986074615331022483575656978935371102046563723439266219 q_demo = 4106460507140997150744227303550937624466191939084182827176229127413536759230813768647267930318266747041254674601143896109143706246382521009689018641390477 # Berechnen des öffentlichen Modulus für die "Sender-Simulation" n_demo = p_demo * q_demo print("--- 1. SENDER-SEITE (Kennt nur den öffentlichen Modulus n) ---") tsa_sender = TrapdoorSymmetricAlgorithm(n=n_demo) text_to_encrypt = "Hallo Welt! Dies ist ein Test des CRT-beschleunigten TSA-Algorithmus." print(f"Originaler Text: {text_to_encrypt}") encrypted_data = tsa_sender.encrypt_text(text_to_encrypt) # In Datei schreiben zum Testen with open("cipher", "wb") as f: f.write(encrypted_data) print(f"Verschlüsselt und gespeichert: {len(encrypted_data)} Bytes\n") print("--- 2. EMPFÄNGER-SEITE (Kennt p und q, nutzt CRT) ---") tsa_receiver = TrapdoorSymmetricAlgorithm(p=p_demo, q=q_demo) # Datei wieder einlesen with open("cipher", "rb") as f: encrypted_from_file = f.read() decrypted_text = tsa_receiver.decrypt_text(encrypted_from_file) print(f"Erfolgreich entschlüsselt: {decrypted_text == text_to_encrypt}") print(f"Entschlüsselter Text: {decrypted_text}") ''' print(f"Originaler Text: {text_to_encrypt}") encrypted_data = tsa_sender.encrypt_text(text_to_encrypt) # In Datei schreiben zum Testen with open("cipher", "wb") as f: f.write(encrypted_data) print(f"Verschlüsselt und gespeichert: {len(encrypted_data)} Bytes\n") print("--- 2. EMPFÄNGER-SEITE (Kennt p und q, nutzt CRT) ---") tsa_receiver = TrapdoorSymmetricAlgorithm(p=p_demo, q=q_demo) # Datei wieder einlesen with open("cipher", "rb") as f: encrypted_from_file = f.read() decrypted_text = tsa_receiver.decrypt_text(encrypted_from_file) print(f"Erfolgreich entschlüsselt: {decrypted_text == text_to_encrypt}") print(f"Entschlüsselter Text: {decrypted_text}")