IDEA

Questo codice rappresenta una rudimentale implementazione dell'algoritmo X3DH utilizzato da WhatsApp e Signal per garantire la segretezza delle conversazioni. La comunicazione avviene attraverso due client collegati ad un server, posto all'indirizzo '127.0.0.1/8080' (localhost, porta 8080). Nel caso dell'implementazione base non è prevista la signature delle chiavi, ma semplicemente lo scambio tramite Diffie-Hellman. Per l'implementazione avanzata, invece, l'ellittica utilizzata per la generazione delle chiavi segrete e delle chiavi pubbliche è CurveX25519, la quale fornisce chiavi da 256 bit, mentre l'algoritmo per firmare e autenticare le chiavi pubbliche dei client è EdDSA, basato sempre sulla curva X25519.

PRIMA DI INIZIARE

Installa i pacchetti richiesti spostandoti nella cartella contenente il file requirements.txt ed esegui

pip install -r requirements.txt

FILE PRESENTI IN 'IMPLEMENTAZIONE BASE'

1. server.py genera un server, di default all'indirizzo '127.0.0.1/8080' (localhost, porta 8080). Il suo compito è memorizzare e trasmettere le chiavi pubbliche e i messaggi crittografati da un client all'altro.
2. client.py genera un client e lo collega al server. Il suo compito è generare le chiavi pubbliche e private e consentire lo scambio di messaggi con l'altro client.
3. generate_keys.py calcola le chiavi pubbliche e private, le shared key e il segreto condiviso.
4. generate_prime.py genera un numero primo di n bit (basato sul test di Rabin-Miller).
5. generator_finder.py calcola un generatore per il gruppo Zp*.
6. nice_text.py serve per centrare e incorniciare i titoli delle chat.

FILE PRESENTI IN 'IMPLEMENTAZIONE AVANZATA'

1. server.py genera un server, di default all'indirizzo '127.0.0.1/8080' (localhost, porta 8080). Il suo compito è memorizzare e trasmettere le chiavi pubbliche e i messaggi crittografati da un client all'altro.
2. client.py genera un client e lo collega al server. Il suo compito è generare le chiavi pubbliche e private e consentire lo scambio di messaggi con l'altro client.
3. generate_keys.py contiene la funzione concat_KDF, la quale calcola il segreto condiviso tramite KDF (Key Derivation Function).
4. nice_text.py serve per centrare e incorniciare i titoli delle chat.

UTILIZZO

client.py e server.py simulano una conversazione.

1. Apri una finestra del terminale nella cartella ed esegui

python server.py

per avviare il server

2. Apri altre due terminali nella cartella ed esegui

python client.py

in entrambe, immettendo Alice e Bob come nickname (o i nickname che vuoi).

Il server si avvia silenziosamente, mentre entrambi i client comunicano l'apertura della chat e richiedono l'inserimento dei nickname. A questo punto è possibile per entrambi i client avviare una conversazione crittografata attraverso il server. Per chiudere i due client si deve ricorrere due volte al KeyboardInterrupt (CTRL + C) dal terminale per ognuno di essi; in questo caso, il lancio di eccezioni nei due terminali non comporterà alcun problema per quanto riguarda la riuscita della chat. Il server si spegnerà silenziosamente.

FILE GENERATI

Vengono generati quattro file:

1. chat.txt è il file che contiene la chat dal punto di vista del frontend e contiene solamente i messaggi della conversazione, riportati con il formato [ora , mittente , messaggio].
2. public_chat.txt è il file che contiene la chat dal punto di vista di un agente esterno (attaccante) che controlli il movimento dei pacchetti tra i client e il server e che possa leggerne il contenuto (cifrato).
3. secret_chat_<utente 1>.txt e secret_chat_<utente 2>.txt sono i file che contengono le chat dal punto di vista dei due utenti (<utente 1> e <utente 2>), in cui vengono riportate le chiavi segrete e i processi di decrittazione dei messaggi.

DIRECTORY GUI

In entrambe le directory GUI_* è contenuto il codice per simulare una chat fra i due utenti, i cui messaggi vengono cifrati con gli stessi metodi dell'implementazione base e dell'implementazione avanzata. Per avviare la GUI basta eseguire i seguenti passaggi:

1. Aprire due finestre del terminale nella cartella GUI ed esegui il primo comando in una finestra e poi il secondo comando nell'altra:

python client_1.py 

python client_2.py 

se si vuole vedere la chat in chiaro, mentre se ci si vuole mettere nei panni di un attaccante che intercetta i messaggi, si esegue come prima

python client_1.py ciphered

python client_2.py ciphered

2. Inserire i nickname dei due utenti, poi si può iniziare a digitare nelle box delle due finestre. Una finestra sarà la chat dal punto di vista del primo utente, mentre l'altra sarà la chat dal punto di vista del secondo utente.
3. Per chiudere la conversazione è sufficiente uscire dalle due finestre.

POSSIBILI PROBLEMI (riscontrati su Ubuntu 20.04)

1. L'implementazione tramite il modulo socket di Python ha dei problemi noti con Ubuntu, i quali non garantiscono sempre l'invio corretto dei dati e, di conseguenza, la loro corretta valutazione da parte del programma, generando possibilmente delle eccezioni.

SOLUZIONE: Modificare la porta del socket del server in server.py da 8080 ad un numero maggiore di 1024 e, conseguentemente, il numero di porta all'interno di client.py. In seguito riavviare i programmi.

2. La chiusura del processo server.py durante l'esecuzione dei due programmi client comporterà un'eccezione all'interno dei due terminali client.

SOLUZIONE: Interrompere l'esecuzione di tutti i programmi coinvolti con KeyboardInterrupt (CTRL + C). Modificare la porta del socket del server in server.py da 8080 ad un numero maggiore di 1024 e, conseguentemente, il numero di porta all'interno di client.py. In seguito riavviare i programmi.