Шифрование сообщений в Python. От простого к сложному. Шифр Цезаря
Немного о проекте
Мне, лично, давно была интересна тема шифрования информации, однако, каждый раз погрузившись в эту тему, я осознавал насколько это сложно и понял, что лучше начать с чего-то более простого. Я, лично, планирую написать некоторое количество статей на эту тему, в которых я покажу вам различные алгоритмы шифрования и их реализацию в Python, продемонстрирую и разберу свой проект, созданный в этом направлении. Итак, начнем.
Для начала, я бы хотел рассказать вам какие уже известные алгоритмы мы рассмотрим, в моих статьях. Список вам представлен ниже:
Шифр Цезаря
Итак, после небольшого введения в цикл, я предлагаю все-таки перейти к основной теме сегодняшней статьи, а именно к Шифру Цезаря.
Что это такое?
Какими особенностями он обладает?
Программная реализация
В интернете существует огромное множество уроков, связанных с криптографией в питоне, однако, я написал максимально простой и интуитивно понятный код, структуру которого я вам продемонстрирую.
Начнем, пожалуй, с создания алфавита. Для этого вы можете скопировать приведенную ниже строку или написать все руками.
Далее, нам нужно обозначить программе шаг, то есть смещение при шифровании. Так, например, если мы напишем букву «а» в сообщении, тот при шаге «2», программа выведет нам букву «в».
Итак, создаем переменную smeshenie, которая будет вручную задаваться пользователем, и message, куда будет помещаться наше сообщение, и, с помощью метода upper(), возводим все символы в нашем сообщении в верхний регистр, чтобы у нас не было ошибок. Потом создаем просто пустую переменную itog, куда мы буем выводить зашифрованное сообщение. Для этого пишем следующее:
Модернизация
Вот мы и написали программу, однако она имеет очень большой недостаток: «При использовании последних букв(русских), программа выведет вам английские буквы. Давайте это исправим.
Для начала создадим переменную lang, в которой будем задавать язык нашего шифра, а так же разделим английский и русский алфавиты.
Теперь нам надо создать условие, которое проверит выбранный язык и применит его, то есть обратится к нужному нам алфавиту. Для этого пишем само условие и добавляем алгоритм шифрования, с помощью которого будет выполнено шифрование:
Дешифровка сообщения
Возможно это прозвучит несколько смешно, но мы смогли только зашифровать сообщение, а насчет его дешифровки мы особо не задумывались, но теперь дело дошло и до неё.
Для начала, я предлагаю сделать «косметическую» часть нашей переделки. Для этого перемещаемся в самое начало кода:
Остальное можно оставить так же, но если у вас есть желание, то можете поменять названия переменных.
По большому счету, самые ‘большие’ изменения у нас произойдут в той части кода, где у нас находится алгоритм, где нам нужно просто поменять знак «+» на знак «-«. Итак, переходим к самому циклу:
Итоговый вид программы
Итак, вот мы и написали простейшую программу для шифрования методом Цезаря. Ниже я размещу общий вид программы без моих комментариев, чтобы вы еще раз смогли сравнить свою программу с моей:
Вы успешно написали алгоритм шифровки и дешифровки сообщения на Python с помощью метода Цезаря. В следующей статье мы с вами рассмотрим Шифр Виженера, а также разберем его реализацию на Python, а пока я предлагаю вам написать в комментариях варианты модернизации программы(код или просо предложения и пожелания). Я обязательно учту ваше мнение.
Ядовитый питон. Пишем на Python простейшую малварь: локер, шифровальщик и вирус
Содержание статьи
Почему кому-то может прийти в голову писать малварь на Python? Мы сделаем это, чтобы изучить общие принципы вредоносостроения, а заодно ты попрактикуешься в использовании этого языка и сможешь применять полученные знания в других целях. К тому же малварь на Python таки попадается в дикой природе, и далеко не все антивирусы обращают на нее внимание.
Чаще всего Python применяют для создания бэкдоров в софте, чтобы загружать и исполнять любой код на зараженной машине. Так, в 2017 году сотрудники компании Dr.Web обнаружили Python.BackDoor.33, а 8 мая 2019 года был замечен Mac.BackDoor.Siggen.20. Другой троян — RAT Python крал пользовательские данные с зараженных устройств и использовал Telegram в качестве канала передачи данных.
Мы же создадим три демонстрационные программы: локер, который будет блокировать доступ к компьютеру, пока пользователь не введет правильный пароль, шифровальщик, который будет обходить директории и шифровать все лежащие в них файлы, а также вирус, который будет распространять свой код, заражая другие программы на Python.
Тема удаленного администрирования зараженных машин осталась за рамками этой статьи, однако ты можешь почерпнуть основу для кода со всеми объяснениями в статье «Reverse shell на Python».
Несмотря на то что наши творения не претендуют на сколько-нибудь высокий технический уровень, они в определенных условиях могут быть опасными. Поэтому предупреждаю, что за нарушение работы чужих компьютеров и уничтожение информации может последовать строгое наказание. Давай сразу договоримся: запускать все, что мы здесь описываем, ты будешь только на своей машине, да и то осторожно — чтобы случайно не зашифровать себе весь диск.
Вся информация предоставлена исключительно в ознакомительных целях. Ни автор, ни редакция не несут ответственности за любой возможный вред, причиненный материалами данной статьи.
Настройка среды
Итак, первым делом нам, конечно, понадобится сам Python, причем третьей версии. Не буду детально расписывать, как его устанавливать, и сразу отправлю тебя скачивать бесплатную книгу «Укус питона» (PDF). В ней ты найдешь ответ на этот и многие другие вопросы, связанные с Python.
Дополнительно установим несколько модулей, которые будем использовать:
На этом с подготовительным этапом покончено, можно приступать к написанию кода.
Локер
Идея — создаем окно на полный экран и не даем пользователю закрыть его.
Теперь возьмемся за основную часть программы.
Здесь pyautogui.FAILSAFE = False — защита, которая активируется при перемещении курсора в верхний левый угол экрана. При ее срабатывании программа закрывается. Нам это не надо, поэтому вырубаем эту функцию.
Чтобы наш локер работал на любом мониторе с любым разрешением, считываем ширину и высоту экрана и по простой формуле вычисляем, куда будет попадать курсор, делаться клик и так далее. В нашем случае курсор попадает в центр экрана, то есть ширину и высоту мы делим на два. Паузу ( sleep ) добавим для того, чтобы пользователь мог ввести код для отмены.
Сейчас мы не блокировали ввод текста, но можно это сделать, и тогда пользователь никак от нас не избавится. Для этого напишем еще немного кода. Не советую делать это сразу. Сначала давай настроим программу, чтобы она выключалась при вводе пароля. Но код для блокирования клавиатуры и мыши выглядит вот так:
Создадим функцию для ввода ключа:
Тут всё просто. Если ключ не тот, который мы задали, программа продолжает работать. Если пароли совпали — тормозим.
Последняя функция, которая нужна для работы окна-вредителя:
На этом наш импровизированный локер готов.
Шифровальщик
Этот вирус мы напишем при помощи только одной сторонней библиотеки — pyAesCrypt. Идея — шифруем все файлы в указанной директории и всех директориях ниже. Это важное ограничение, которое позволяет не сломать операционку. Для работы создадим два файла — шифратор и дешифратор. После работы исполняемые файлы будут самоудаляться.
Сначала запрашиваем путь к атакуемому каталогу и пароль для шифрования и дешифровки:
Дальше мы будем генерировать скрипты для шифрования и дешифровки. Выглядит это примерно так:
Переходим к файлам, которые мы будем использовать в качестве шаблонов. Начнем с шифратора. Нам потребуются две стандартные библиотеки:
Пишем функцию шифрования (все по мануалу pyAesCrypt):
Вместо str(password) скрипт-генератор вставит пароль.
Важные нюансы. Шифровать и дешифровать мы будем при помощи буфера, таким образом мы избавимся от ограничения на размер файла (по крайней мере, значительно уменьшим это ограничение). Вызов os.remove(file) нужен для удаления исходного файла, так как мы копируем файл и шифруем копию. Можно настроить копирование файла вместо удаления.
Теперь функция, которая обходит папки. Тут тоже ничего сложного.
В конце добавим еще две строки. Одна для запуска обхода, вторая — для самоуничтожения программы.
Здесь снова будет подставляться нужный путь.
Вот весь исходник целиком.
Теперь «зеркальный» файл. Если в шифровальщике мы писали encrypt, то в дешифраторе пишем decrypt. Повторять разбор тех же строк нет смысла, поэтому сразу финальный вариант.
Итого 29 строк, из которых на дешифровку ушло три. На случай, если какой-то из файлов вдруг окажется поврежденным и возникнет ошибка, пользуемся отловом исключений ( try. except ). То есть, если не получиться расшифровать файл, мы его просто пропускаем.
Вирус
Здесь идея в том, чтобы создать программу, которая будет заражать другие программы с указанным расширением. В отличие от настоящих вирусов, которые заражают любой исполняемый файл, наш будет поражать только другие программы на Python.
На этот раз нам не потребуются никакие сторонние библиотеки, нужны только модули sys и os. Подключаем их.
Создадим три функции: сообщение, парсер, заражение.
Функция, которая сообщает об атаке:
Сразу вызовем ее, чтобы понять, что программа отработала:
Обход директорий похож на тот, что мы делали в шифровальщике.
В теории мы могли бы таким же образом отравлять исходники и на других языках, добавив код на этих языках в файлы с соответствующими расширениями. А в Unix-образных системах скрипты на Bash, Ruby, Perl и подобном можно просто подменить скриптами на Python, исправив путь к интерпретатору в первой строке.
Вирус будет заражать файлы «вниз» от того каталога, где он находится (путь мы получаем, вызвав os.getcwd() ).
В начале и в конце файла пишем вот такие комментарии:
Чуть позже объясню зачем.
Дальше функция, которая отвечает за саморепликацию.
Теперь, думаю, стало понятнее, зачем нужны метки «старт» и «стоп». Они обозначают начало и конец кода вируса. Сперва мы читаем файл и построчно просматриваем его. Когда мы наткнулись на стартовую метку, поднимаем флаг. Пустую строку добавляем, чтобы вирус в исходном коде начинался с новой строки. Читаем файл второй раз и записываем построчно исходный код. Последний шаг — пишем вирус, два отступа и оригинальный код. Можно поиздеваться и записать его как-нибудь по-особому — например, видоизменить все выводимые строки.
Делаем исполняемый файл
Как запустить вирус, написанный на скриптовом языке, на машине жертвы? Есть два пути: либо как-то убедиться, что там установлен интерпретатор, либо запаковать наше творение вместе со всем необходимым в единый исполняемый файл. Этой цели служит утилита PyInstaller. Вот как ей пользоваться.
Немного ждем, и у нас в папке с программой появляется куча файлов. Можешь смело избавляться от всего, кроме экзешников, они будет лежать в папке dist.
Говорят, что с тех пор, как начали появляться вредоносные программы на Python, антивирусы стали крайне нервно реагировать на PyInstaller, причем даже если он прилагается к совершенно безопасной программе.
Я решил проверить, что VirusTotal скажет о моих творениях. Вот отчеты:
Худший результат показал Virus.exe — то ли некоторые антивирусы обратили внимание на саморепликацию, то ли просто название файла не понравилось. Но как видишь, содержимое любого из этих файлов насторожило далеко не все антивирусы.
Заключение
Итак, мы написали три вредоносные программы, использовав скриптовый язык, и упаковали их при помощи PyInstaller.
Безусловно, наш вирус — не самый страшный на свете, а локер и шифровальщик еще нужно как-то доставлять до машины жертвы. При этом ни одна из наших программ не общается с C&C-сервером и я совсем не обфусцировал код, так что здесь остается еще огромный простор для творчества.
Тем не менее уровень детекта антивирусами оказался на удивление низким. Получается, что даже самая простая самописная малварь может стать угрозой. Так что антивирусы антивирусами, но скачивать из интернета случайные программы и запускать их не думая всегда будет небезопасно.
Ядовитый питон. Пишем на Python простейшую малварь: локер, шифровальщик и вирус
Содержание статьи
Чаще всего Python применяют для создания бэкдоров в софте, чтобы загружать и исполнять любой код на зараженной машине. Так, в 2017 году сотрудники компании Dr.Web обнаружили Python.BackDoor.33, а 8 мая 2019 года был замечен Mac.BackDoor.Siggen.20. Другой троян — RAT Python крал пользовательские данные с зараженных устройств и использовал Telegram в качестве канала передачи данных.
Мы же создадим три демонстрационные программы: локер, который будет блокировать доступ к компьютеру, пока пользователь не введет правильный пароль, шифровальщик, который будет обходить директории и шифровать все лежащие в них файлы, а также вирус, который будет распространять свой код, заражая другие программы на Python.
Тема удаленного администрирования зараженных машин осталась за рамками этой статьи, однако ты можешь почерпнуть основу для кода со всеми объяснениями в статье «Reverse shell на Python».
Несмотря на то что наши творения не претендуют на сколько-нибудь высокий технический уровень, они в определенных условиях могут быть опасными. Поэтому предупреждаю, что за нарушение работы чужих компьютеров и уничтожение информации может последовать строгое наказание. Давай сразу договоримся: запускать все, что мы здесь описываем, ты будешь только на своей машине, да и то осторожно — чтобы случайно не зашифровать себе весь диск.
WARNING
Вся информация предоставлена исключительно в ознакомительных целях. Ни автор, ни редакция не несут ответственности за любой возможный вред, причиненный материалами данной статьи.
Настройка среды
Итак, первым делом нам, конечно, понадобится сам Python, причем третьей версии. Не буду детально расписывать, как его устанавливать, и сразу отправлю тебя скачивать бесплатную книгу «Укус питона» (PDF). В ней ты найдешь ответ на этот и многие другие вопросы, связанные с Python.
Дополнительно установим несколько модулей, которые будем использовать:
На этом с подготовительным этапом покончено, можно приступать к написанию кода.
Локер
Идея — создаем окно на полный экран и не даем пользователю закрыть его.
Теперь возьмемся за основную часть программы.
Здесь pyautogui.FAILSAFE = False — защита, которая активируется при перемещении курсора в верхний левый угол экрана. При ее срабатывании программа закрывается. Нам это не надо, поэтому вырубаем эту функцию.
Чтобы наш локер работал на любом мониторе с любым разрешением, считываем ширину и высоту экрана и по простой формуле вычисляем, куда будет попадать курсор, делаться клик и так далее. В нашем случае курсор попадает в центр экрана, то есть ширину и высоту мы делим на два. Паузу ( sleep ) добавим для того, чтобы пользователь мог ввести код для отмены.
Сейчас мы не блокировали ввод текста, но можно это сделать, и тогда пользователь никак от нас не избавится. Для этого напишем еще немного кода. Не советую делать это сразу. Сначала давай настроим программу, чтобы она выключалась при вводе пароля. Но код для блокирования клавиатуры и мыши выглядит вот так:
Продолжение доступно только участникам
Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте
Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее
Вариант 2. Открой один материал
Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.
Валерий Линьков
Дипломированный специалист Cisco, инструктор Cisco Networking Academy, основатель первой в Москве академии Cisco на базе предприятия, автор технических статей посвящённых национальной безопасности России, сисадмин, ИБшник, питонист, гик
Как написать шифровальщик на Python
Почему кому-то может прийти в голову писать малварь на Python? Мы сделаем это, чтобы изучить общие принципы вредоносостроения, а заодно вы попрактикуетесь в использовании этого языка и сможете применять полученные знания в других целях. К тому же вредонос на Python таки попадается в дикой природе, и далеко не все антивирусы обращают на него внимание.
Чаще всего Python применяют для создания бэкдоров в софте, чтобы загружать и исполнять любой код на зараженной машине. Так, в 2017 году сотрудники компании Dr.Web обнаружили Python.BackDoor.33, а 8 мая 2019 года был замечен Mac.BackDoor.Siggen.20. Другой троян — RAT Python крал пользовательские данные с зараженных устройств и использовал Telegram в качестве канала передачи данных.
Мы же создадим три демонстрационные программы: локер, который будет блокировать доступ к компьютеру, пока пользователь не введет правильный пароль, шифровальщик, который будет обходить директории и шифровать все лежащие в них файлы, а также вирус, который будет распространять свой код, заражая другие программы на Python.
Как написать локер, шифровальщик и вирус на Python
Несмотря на то что наши творения не претендуют на сколько-нибудь высокий технический уровень, они в определенных условиях могут быть опасными. Поэтому предупреждаю, что за нарушение работы чужих компьютеров и уничтожение информации может последовать строгое наказание. Давайте сразу договоримся: запускать все, что мы здесь описываем, вы будете только на своей машине, да и то осторожно — чтобы случайно не зашифровать себе весь диск.
Вся информация предоставлена исключительно в ознакомительных целях. Ни автор, ни редакция не несут ответственности за любой возможный вред, причиненный материалами данной статьи.
Настройка среды
Итак, первым делом нам, конечно, понадобится сам Python, причем третьей версии. Не буду детально расписывать, как его устанавливать, и сразу отправлю вас скачивать бесплатную книгу «Укус питона» (PDF). В ней вы найдете ответ на этот и многие другие вопросы, связанные с Python.
Дополнительно установим несколько модулей, которые будем использовать:
На этом с подготовительным этапом покончено, можно приступать к написанию кода.
Создание локера
Идея — создаем окно на полный экран и не даем пользователю закрыть его.
Теперь возьмемся за основную часть программы.
Здесь pyautogui.FAILSAFE = False — защита, которая активируется при перемещении курсора в верхний левый угол экрана. При ее срабатывании программа закрывается. Нам это не надо, поэтому вырубаем эту функцию.
Чтобы наш локер работал на любом мониторе с любым разрешением, считываем ширину и высоту экрана и по простой формуле вычисляем, куда будет попадать курсор, делаться клик и так далее. В нашем случае курсор попадает в центр экрана, то есть ширину и высоту мы делим на два. Паузу (sleep) добавим для того, чтобы пользователь мог ввести код для отмены.
Сейчас мы не блокировали ввод текста, но можно это сделать, и тогда пользователь никак от нас не избавится. Для этого напишем еще немного кода. Не советую делать это сразу. Сначала давайте настроим программу, чтобы она выключалась при вводе пароля. Но код для блокирования клавиатуры и мыши выглядит вот так:
Создадим функцию для ввода ключа:
Тут всё просто. Если ключ не тот, который мы задали, программа продолжает работать. Если пароли совпали — тормозим.
Последняя функция, которая нужна для работы окна-вредителя:
На этом наш импровизированный локер готов.
Создание шифровальщика
Этот вирус мы напишем при помощи только одной сторонней библиотеки — pyAesCrypt. Идея — шифруем все файлы в указанной директории и всех директориях ниже. Это важное ограничение, которое позволяет не сломать операционку. Для работы создадим два файла — шифратор и дешифратор. После работы исполняемые файлы будут самоудаляться.
Сначала запрашиваем путь к атакуемому каталогу и пароль для шифрования и дешифровки:
Дальше мы будем генерировать скрипты для шифрования и дешифровки. Выглядит это примерно так:
Переходим к файлам, которые мы будем использовать в качестве шаблонов. Начнем с шифратора. Нам потребуются две стандартные библиотеки:
Пишем функцию шифрования (все по мануалу pyAesCrypt):
Вместо str(password) скрипт-генератор вставит пароль.
Важные нюансы. Шифровать и дешифровать мы будем при помощи буфера, таким образом мы избавимся от ограничения на размер файла (по крайней мере, значительно уменьшим это ограничение). Вызов os.remove(file) нужен для удаления исходного файла, так как мы копируем файл и шифруем копию. Можно настроить копирование файла вместо удаления.
Теперь функция, которая обходит папки. Тут тоже ничего сложного.
В конце добавим еще две строки. Одна для запуска обхода, вторая — для самоуничтожения программы.
Здесь снова будет подставляться нужный путь.
Вот весь исходник целиком.
Теперь «зеркальный» файл. Если в шифровальщике мы писали encrypt, то в дешифраторе пишем decrypt. Повторять разбор тех же строк нет смысла, поэтому сразу финальный вариант.
Итого 29 строк, из которых на дешифровку ушло три. На случай, если какой-то из файлов вдруг окажется поврежденным и возникнет ошибка, пользуемся отловом исключений (try…except). То есть, если не получиться расшифровать файл, мы его просто пропускаем.
Создание вируса
Здесь идея в том, чтобы создать программу, которая будет заражать другие программы с указанным расширением. В отличие от настоящих вирусов, которые заражают любой исполняемый файл, наш будет поражать только другие программы на Python.
На этот раз нам не потребуются никакие сторонние библиотеки, нужны только модули sys и os. Подключаем их.
Создадим три функции: сообщение, парсер, заражение.
Функция, которая сообщает об атаке:
Сразу вызовем ее, чтобы понять, что программа отработала:
Обход директорий похож на тот, что мы делали в шифровальщике.
В теории мы могли бы таким же образом отравлять исходники и на других языках, добавив код на этих языках в файлы с соответствующими расширениями. А в Unix-образных системах скрипты на Bash, Ruby, Perl и подобном можно просто подменить скриптами на Python, исправив путь к интерпретатору в первой строке.
Вирус будет заражать файлы «вниз» от того каталога, где он находится (путь мы получаем, вызвав os.getcwd()).
В начале и в конце файла пишем вот такие комментарии:
Чуть позже объясню зачем.
Дальше функция, которая отвечает за саморепликацию.
Теперь, думаю, стало понятнее, зачем нужны метки «старт» и «стоп». Они обозначают начало и конец кода вируса. Сперва мы читаем файл и построчно просматриваем его. Когда мы наткнулись на стартовую метку, поднимаем флаг. Пустую строку добавляем, чтобы вирус в исходном коде начинался с новой строки. Читаем файл второй раз и записываем построчно исходный код. Последний шаг — пишем вирус, два отступа и оригинальный код. Можно поиздеваться и записать его как-нибудь по-особому — например, видоизменить все выводимые строки.
Создание исполняемого файла
Как запустить вирус, написанный на скриптовом языке, на машине жертвы? Есть два пути: либо как-то убедиться, что там установлен интерпретатор, либо запаковать созданный нами шифровальщик вместе со всем необходимым в единый исполняемый файл. Этой цели служит утилита PyInstaller. Вот как ей пользоваться.
Немного ждем, и у нас в папке с программой появляется куча файлов. Можете смело избавляться от всего, кроме экзешников, они будет лежать в папке dist.
Говорят, что с тех пор, как начали появляться вредоносные программы на Python, антивирусы стали крайне нервно реагировать на PyInstaller, причем даже если он прилагается к совершенно безопасной программе.
Я решил проверить, что VirusTotal скажет о моих творениях. Вот отчеты:
Худший результат показал Virus.exe — то ли некоторые антивирусы обратили внимание на саморепликацию, то ли просто название файла не понравилось. Но как видите, содержимое любого из этих файлов насторожило далеко не все антивирусы.
Итого
Итак, мы написали три вредоносные программы: локер, шифровальщик и вирус, использовав скриптовый язык, и упаковали их при помощи PyInstaller.
Безусловно, наш вирус — не самый страшный на свете, а локер и шифровальщик еще нужно как-то доставлять до машины жертвы. При этом ни одна из наших программ не общается с C&C-сервером и я совсем не обфусцировал код.
Тем не менее уровень детекта антивирусами оказался на удивление низким. Получается, что даже самый простой вирус шифровальщик может стать угрозой. Так что антивирусы антивирусами, но скачивать из интернета случайные программы и запускать их не думая всегда будет небезопасно.