Объяснение Лабораторной работы № 1

Задание: реализовать интерфейс для функции потокового шифрования (OTP + PRG)

Решение: используем бибилиотеку Crypto++® Library 8.4 В качестве псевдослучайного генератора используем ChaCha20

1. Подключаем необходимые хэдеры библиотеки и задаем namespace CryptoPP

#include "cryptlib.h"
#include "secblock.h" // 32 байтный блок данных https://stackoverflow.com/questions/39751312/advantages-of-secbyteblock-class-from-crypto
#include "chacha.h" // подключаем генератор Chacha
#include "osrng.h" // подключаем AutoSeededRandomPool
#include "files.h"
#include "hex.h" // для красивого вывода

#include 
#include 

using namespace CryptoPP;

2. Генерируем секретный ключ. Для этого выбираем случайный генератор из списка возможных (стандартный AutoSeededRandomPool).
   Функция GenerateBlock берет на вход тип SecByteBlock (или byte*) A и unsigned int B, генерирует массив длины B случайных байт, записывает результат в А. Вызываем функцию дважды для генераци ключа key и инициализирующего значения iv (спецификация реализации ChaCha20 в crypto++)

void KeyGen(SecByteBlock &key, SecByteBlock &iv)
{
	AutoSeededRandomPool prng;
	prng.GenerateBlock(key, key.size());
	prng.GenerateBlock(iv, iv.size());
}

3. Реализовываем функцию шифрования. Подаем на вход ключ, состоящий из пары (key,iv), строку открытого текста plaintext, и переменную ciphertext, куда будет записан шифр-текст.
   Для этого формируем объект enc типа Encryption, у которого реализованы методы SetKeyWithIV (задание ключа), и метод шифрования ProcessData с сигнатурой void ProcessData(byte *outString, const byte *inString, size_t length);

void Enc(SecByteBlock &key, SecByteBlock &iv, std::string &plaintext, std::string &ciphertext)
{
	// Encryption object
	ChaCha::Encryption enc;
	enc.SetKeyWithIV(key, key.size(), iv, iv.size());

	// Perform the encryption
	ciphertext.resize(plaintext.size());
	enc.ProcessData((byte*)&ciphertext[0], (const byte*)plaintext.data(), plaintext.size());
}
 

4. Реализовываем функцию дешифрования аналогично функции шифрования.

void Dec(SecByteBlock &key, SecByteBlock &iv, std::string &ciphertext, std::string &decrypted)
{
	// Decryption object
	ChaCha::Decryption dec;
	dec.SetKeyWithIV(key, key.size(), iv, iv.size());

	// Perform the decryption
	decrypted.resize(ciphertext.size());
	dec.ProcessData((byte*)&decrypted[0], (const byte*)ciphertext.data(), ciphertext.size());
}