🔐 Secure P2P Messenger с передачей файлов

Безопасный пиринговый мессенджер с сквозным шифрованием и возможностью передачи файлов, построенный на Python и современных веб-технологиях.

📋 Оглавление

• 🔥 Возможности
• 🏗️ Архитектура проекта
  • Структура бэкенда
  • Структура фронтенда
  • Принципы работы
• 🚀 Быстрый старт
• 📖 Подробное руководство по установке
  • Установка без Docker
  • Установка с Docker
• 🔧 Конфигурация
• 🧪 Тестирование
• 🔒 Детали безопасности
• 🌐 Сетевой протокол
• 📝 Возможности расширения
• 🐛 Устранение неполадок
• 🤝 Вклад в проект

🔥 Возможности

🔒 Безопасность

• Сквозное шифрование с использованием эллиптической криптографии (ECDH)
• Идеальная прямая секретность с эфемерными ключами сессии
• Цифровые подписи для проверки подлинности сообщений
• Onion-маршрутизация для повышения приватности
• Безопасный обмен ключами с протоколом рукопожатия

💬 Мессенджер

• P2P-сообщения в реальном времени без центральных серверов
• Обнаружение пиров через UDP-рассылку
• Квитанции о доставке и статус прочтения
• Системные уведомления для передачи файлов
• История чата с локальным хранением SQLite

📁 Передача файлов

• Безопасная передача файлов с шифрованием
• Чанковая загрузка для больших файлов
• Отслеживание прогресса с обновлениями в реальном времени
• Проверка файлов с контрольными суммами
• Автопринятие для доверенных пиров
• Поддержка отмены передачи

🎨 Пользовательский интерфейс

• Современный адаптивный веб-интерфейс
• Обновления в реальном времени без перезагрузки страницы
• Предпросмотр файлов и индикаторы прогресса
• Мобильная совместимость
• Поддержка тем (светлая/темная)

🏗️ Архитектура проекта

Структура бэкенда

back/
├── main.py              # Основная логика мессенджера
├── web.py               # Flask веб-сервер и API
├── core/                # Криптографическое ядро
│   ├── crypto.py        # Движок шифрования
│   ├── secure_memory.py # Безопасная работа с памятью
│   └── exceptions.py    # Исключения криптосистемы
├── messaging/           # Система сообщений
│   ├── handshake.py     # Протокол рукопожатия
│   └── message.py       # Класс сообщений
├── network/             # Сетевой уровень
│   ├── connection.py    # Менеджер P2P соединений
│   ├── onion_router.py  # Реализация onion-маршрутизации
│   ├── file_transfer.py # Безопасная передача файлов
│   ├── discovery.py     # Обнаружение пиров
│   └── protocols.py     # Протоколы сообщений
├── storage/             # Хранение данных
│   ├── database.py      # Управление базой данных SQLite
│   └── models.py        # Модели данных
└── api/                 # API сервер
    └── local_api.py     # Локальный API сервер

Структура фронтенда

frontend/
├── index.html           # Главная страница приложения
├── login.html           # Страница аутентификации
├── css/
│   └── styles.css       # Современные адаптивные стили
└── js/
    └── app.js           # Интерактивная логика фронтенда

Принципы работы

1. Криптографическая основа

• ECDH (Elliptic Curve Diffie-Hellman) для обмена ключами
• ECDSA для цифровых подписей
• AES-256-GCM для шифрования сообщений
• HKDF для вывода ключей
• SHA-256 для проверки целостности

2. P2P-архитектура

• Децентрализованная сеть без центральных серверов
• UDP-рассылка для обнаружения пиров в локальной сети
• Прямые TCP-соединения между пирами
• Onion-маршрутизация для анонимности

3. Протокол безопасности

• Трехэтапное рукопожатие для установления соединения
• Эфемерные ключи для каждой сессии
• Проверка подлинности через цифровые подписи
• Защита от replay-атак

4. Передача файлов

• Чанкование файлов для надежной передачи
• Шифрование каждого чанка сессионным ключом
• Проверка целостности через контрольные суммы
• Возобновление передач после обрыва

🚀 Быстрый старт

Предварительные требования

• Python 3.8 или выше
• pip менеджер пакетов

Быстрая установка

1. Клонирование репозитория

   git clone https://github.com/your-username/MnM_HEX-TEAM.git
   cd MnM_HEX-TEAM

2. Создание виртуального окружения

   python3 -m venv .venv
   source .venv/bin/activate  # Windows: .venv\\Scripts\\activate

3. Установка зависимостей

   pip install -r requirements.txt

4. Запуск приложения

   python3 run_server.py

5. Открытие браузера Перейдите на http://localhost:8080/login

📖 Подробное руководство по установке

Установка без Docker

Шаг 1: Подготовка системы

Для Linux/macOS:

# Обновление пакетов
sudo apt update && sudo apt upgrade -y  # Debian/Ubuntu
# или
sudo yum update -y                       # CentOS/RHEL

# Установка Python и pip
sudo apt install python3 python3-pip -y

Для Windows:

1. Скачайте Python с python.org
2. Установите с опцией "Add to PATH"
3. Проверьте установку:

   python --version
   pip --version

Шаг 2: Установка зависимостей

# Клонирование репозитория
git clone https://github.com/your-username/MnM_HEX-TEAM.git
cd MnM_HEX-TEAM

# Создание виртуального окружения
python3 -m venv .venv

# Активация окружения
# Linux/macOS:
source .venv/bin/activate
# Windows:
.venv\\Scripts\\activate

# Установка зависимостей
pip install -r requirements.txt

Шаг 3: Настройка конфигурации

# Создание необходимых директорий
mkdir -p uploads downloads

# Настройка прав доступа
chmod 755 uploads downloads

Шаг 4: Запуск и проверка

# Запуск сервера
python3 run_server.py

# Проверка работоспособности
curl http://localhost:8080

Установка с Docker

Шаг 1: Создание Dockerfile

Создайте файл Dockerfile в корне проекта:

FROM python:3.11-slim

# Установка системных зависимостей
RUN apt-get update && apt-get install -y \\
    gcc \\
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# Установка рабочей директории
WORKDIR /app

# Копирование файлов зависимостей
COPY requirements.txt .

# Установка Python зависимостей
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# Копирование исходного кода
COPY . .

# Создание необходимых директорий
RUN mkdir -p uploads downloads

# Открытие портов
EXPOSE 8080 8765

# Запуск приложения
CMD ["python3", "run_server.py"]

Шаг 2: Создание docker-compose.yml

Создайте файл docker-compose.yml:

version: '3.8'

services:
  messenger:
    build: .
    ports:
      - "8080:8080"
      - "8765:8765"
    volumes:
      - ./uploads:/app/uploads
      - ./downloads:/app/downloads
      - ./secure_chat.db:/app/secure_chat.db
    environment:
      - PYTHONUNBUFFERED=1
    restart: unless-stopped
    network_mode: host  # Для P2P обнаружения

Шаг 3: Сборка и запуск

# Сборка образа
docker build -t secure-messenger .

# Запуск через docker-compose
docker-compose up -d

# Проверка статуса
docker-compose ps

# Просмотр логов
docker-compose logs -f messenger

Шаг 4: Проверка работы

# Проверка доступности
curl http://localhost:8080

# Вход в контейнер для отладки
docker-compose exec messenger bash

🔧 Конфигурация

Переменные окружения

export MESSENGER_USERNAME="your_username"  # Имя пользователя по умолчанию
export DEBUG=1                             # Режим отладки
export MESSENGER_PORT=8080                 # Порт веб-сервера
export P2P_PORT=8765                       # P2P порт

Настройка сети

Отредактируйте run_server.py для настройки:

• Порт веб-сервера
• P2P порт коммуникации
• Лимиты загрузки файлов
• Настройки обнаружения

База данных

# Расположение БД
./secure_chat.db

# Очистка БД
rm secure_chat.db

# Резервное копирование
cp secure_chat.db backup_$(date +%Y%m%d).db

🧪 Тестирование

Запуск всех тестов

python3 tests/run_all_tests.py

Отдельные тестовые наборы

python3 tests/quick_test.py                    # Базовая функциональность
python3 tests/test_file_transfer.py            # Система передачи файлов
python3 tests/test_comprehensive_p2p.py        # P2P интеграция
python3 tests/test_complete_file_transfer.py   # End-to-end передача
python3 tests/test_integration.py              # Общая интеграция

Покрытие тестами

• ✅ Криптографические операции
• ✅ P2P сообщения
• ✅ Протокол передачи файлов
• ✅ Onion-маршрутизация
• ✅ Web API эндпоинты
• ✅ Интеграция фронтенда

Тестирование в Docker

# Запуск тестов в контейнере
docker-compose run --rm messenger python3 tests/run_all_tests.py

# Интерактивное тестирование
docker-compose run --rm messenger bash

🔒 Детали безопасности

Криптография

• Кривая: secp256r1 (prime256v1)
• Обмен ключами: ECDH с HKDF
• Шифрование: AES-256-GCM
• Подписи: ECDSA с SHA-256
• Хеширование: SHA-256 для целостности

Функции приватности

• Без центральных серверов - чистый P2P
• Onion-маршрутизация для защиты IP
• Эфемерные ключи для прямой секретности
• Локальное хранение только - без облачного доступа

Защита от атак

• Replay-атаки: временные метки и nonce
• Man-in-the-middle: проверка подписей
• DoS-атаки: ограничение частоты запросов
• Атаки на память: безопасное затирание данных

🌐 Сетевой протокол

Типы сообщений

• HANDSHAKE_INIT - Инициация безопасного соединения
• HANDSHAKE_RESPONSE - Завершение рукопожатия
• SECURE_MESSAGE - Зашифрованные сообщения чата
• FILE_OFFER - Предложение передачи файла
• FILE_CHUNK - Зашифрованные данные файла
• DELIVERY_RECEIPT - Подтверждение доставки

Протокол обнаружения

• UDP-рассылка в локальной сети
• Обмен информацией о пирах
• Автоматическое обнаружение пиров
• Идентификация устройств

Формат сообщений

{
  "type": "SECURE_MESSAGE",
  "sender_id": "device_id",
  "timestamp": 1234567890,
  "nonce": "random_bytes",
  "encrypted_data": "base64_encrypted_content",
  "signature": "base64_signature"
}

📝 Возможности расширения

Добавление новых функций

1. Расширение бэкенда

• Создайте новые модули в /back/network/
• Расширьте протоколы в /back/network/protocols.py
• Добавьте новые API эндпоинты в /back/web.py

2. Модификация фронтенда

• Обновите /frontend/js/app.js для новой логики
• Добавьте стили в /frontend/css/styles.css
• Создайте новые HTML компоненты

3. Интеграция новых протоколов

• Реализуйте новые протоколы в /back/network/
• Добавьте обработчики в /back/main.py
• Обновите систему сообщений

Примеры расширений

Голосовые сообщения

# /back/network/voice.py
class VoiceMessageProtocol:
    def encode_audio(self, audio_data):
        # Кодирование аудио
        pass
    
    def transmit_voice(self, peer_id, audio_chunk):
        # Передача голоса
        pass

Видеозвонки

# /back/network/video.py
class VideoCallProtocol:
    def establish_call(self, peer_id):
        # Установка видеозвонка
        pass
    
    def stream_video(self, video_frames):
        # Потоковая передача видео
        pass

Плагины

# /back/plugins/plugin_manager.py
class PluginManager:
    def load_plugin(self, plugin_path):
        # Загрузка плагина
        pass
    
    def execute_hook(self, hook_name, data):
        # Вызов хуков плагинов
        pass

🐛 Устранение неполадок

Частые проблемы

Порт уже используется

# Убить существующие процессы
lsof -ti:8080 | xargs kill -9
lsof -ti:8765 | xargs kill -9
python3 run_server.py

Блокировка файрволом

# Linux
sudo ufw allow 8080
sudo ufw allow 8765
sudo ufw allow out 8080
sudo ufw allow out 8765

# macOS
sudo pfctl -f /etc/pf.conf

Пиры не обнаруживаются

• Проверьте сетевое подключение
• Убедитесь в одной подсети
• Отключите VPN при необходимости
• Проверьте настройки файрвола

Передача файлов не работает

• Проверьте место на диске
• Убедитесь в правах доступа к файлам
• Проверьте стабильность соединения
• Проверьте лимиты размера файлов

Режим отладки

Включите отладочное логирование:

export DEBUG=1
python3 run_server.py

Логирование

# Просмотр логов в реальном времени
tail -f /var/log/messenger.log

# Поиск ошибок
grep -i error /var/log/messenger.log

# Анализ производительности
grep -i performance /var/log/messenger.log

Диагностика сети

# Проверка портов
netstat -tulpn | grep :8080
netstat -tulpn | grep :8765

# Тестирование соединения
telnet localhost 8080
telnet localhost 8765

# Проверка UDP-рассылки
tcpdump -i any udp port 8765

🤝 Вклад в проект

1. Форкните репозиторий
2. Создайте ветку функционала: git checkout -b feature-name
3. Закоммитьте изменения: git commit -am 'Add feature'
4. Отправьте в ветку: git push origin feature-name
5. Отправьте pull request

Стандарты кода

• Python: соответствие PEP 8
• JavaScript: современные стандарты ES6+
• CSS: адаптивный дизайн с flexbox/grid
• Документация: исчерпывающие docstrings

Процесс ревью

1. Автоматические тесты должны проходить
2. Код должен соответствовать стандартам
3. Документация должна быть обновлена
4. Безопасность должна быть учтена

---

🔐 Secure P2P Messenger - Общайтесь свободно, безопасно и без центрального контроля.