Нічний читач

Створюємо надійний генератор паролів та визначаємо ентропію отриманого пароля

2 год тому 6 хв читати

Зміст

Створення метода generate() для генерації пароля
- Результат коду
Створення метода entropy() для визначення ентропії паролю
Висновок

Всіх вітаю! У сьогоднішній статті ми реалізуємо метод для генерації випадкових паролів та метод, який буде визначати ентропію пароля. Крім того, у цій статті ми зробимо генератор паролів реально криптографічно безпечним, бо будемо використовувати модуль secrets та клас SystemRandom(). Також у цій статті буде присутня й теоретична частина, у якій ми зможемо дізнатися про суть ентропії.

В якомусь сенсі минула стаття про модуль secrects та клас SystemRandom() пов’язана з тією статтею. Думаю можна вважати цю статтю деяким продовженням попередньої.

Створення метода generate() для генерації пароля

Отже, спочатку створимо код, який би генерував паролі з різних символів. Для цього пропоную створити клас Password(), у якого будуть два методи. Метод generate() буде приймати довжину пароля та тип символів, який згенерований пароль повинен вміщати.

Спершу імпортуємо потрібні модулі:

import random
import re
import math
import secrets

Далі створюємо клас Password() та напишемо у конструкторі __init__() потрібні нам набори символів для паролів.

class Password:
    def __init__(self):
        self.original_password = ""
        self.password_list = []

        self.all_symbols = "QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNMqwertyuiopasdfghjklzxcvbnm1234567890!@#$%^&*()_+-/:;<>?.\\|"
        self.all_symbols_list = list(self.all_symbols)

        self.numbers = "1234567890"
        self.numbers_list = list(self.numbers)

        self.special = "!@#$%^&*()_+-/:;<>?.\\|"
        self.special_list = list(self.special)

        self.lower_alphabet = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm"
        self.lower_alphabet_list = list(self.lower_alphabet)

        self.lower_alphabet_numbers = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm1234567890"
        self.lower_alphabet_numbers_list = list(self.lower_alphabet_numbers)

        self.lower_alphabet_special = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm!@#$%^&*()_+-/:;<>?.{}[]\\|"
        self.lower_alphabet_special_list = list(self.lower_alphabet_special)

        self.lower_alphabet_numbers_special = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm1234567890!@#$%^&*()_+-/:;<>?.{}[]\\|"
        self.lower_alphabet_numbers_special_list = list(self.lower_alphabet_numbers_special)

        self.alphabet = "QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNMqwertyuiopasdfghjklzxcvbnm"
        self.alphabet_list = list(self.alphabet)

        self.alphabet_numbers = "QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNMqwertyuiopasdfghjklzxcvbnm1234567890"
        self.alphabet_numbers_list = list(self.alphabet_numbers)

        self.alphabet_special = "QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNMqwertyuiopasdfghjklzxcvbnm!@#$%^&*()_+-/:;<>?.{}[]\\|"
        self.alphabet_special_list = list(self.alphabet_special)

        self.numbers_special = "!@#$%^&*()_+-/:;<>?.{}[]\\|0123456789"
        self.numbers_special_list = list(self.numbers_special)

Тепер створюємо метод generate(), у якому ми будемо відслідковувати значення password_content та генерувати потрібний за довжиною та типом символів пароль.

Ось готовий метод generate():

def generate(self, password_length, password_content):
    """
    This function generate the password based on user preferences
    :param password_length: password length
    :param password_content: password content
    :return: generated password
    """
    secure_shuffle = random.SystemRandom()

    if password_content == "all":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.all_symbols_list)
            element = secrets.choice(self.all_symbols_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    elif password_content == "numbers":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.numbers_list)
            element = secrets.choice(self.numbers_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    elif password_content == "lower_alphabet":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.lower_alphabet_list)
            element = secrets.choice(self.lower_alphabet_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    elif password_content == "lower_alphabet+numbers":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.lower_alphabet_numbers_list)
            element = secrets.choice(self.lower_alphabet_numbers_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    elif password_content == "lower_alphabet+special":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.lower_alphabet_special_list)
            element = secrets.choice(self.lower_alphabet_special_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    elif password_content == "lower_alphabet+numbers+special":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.lower_alphabet_numbers_special_list)
            element = secrets.choice(self.lower_alphabet_numbers_special_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    elif password_content == "alphabet":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.alphabet_list)
            element = secrets.choice(self.alphabet_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    elif password_content == "special":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.special_list)
            element = secrets.choice(self.special_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    elif password_content == "alphabet+numbers":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.alphabet_numbers_list)
            element = secrets.choice(self.alphabet_numbers_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    elif password_content == "alphabet+special":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.alphabet_special_list)
            element = secrets.choice(self.alphabet_special_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    elif password_content == "numbers+special":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.numbers_special_list)
            element = secrets.choice(self.numbers_special_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

    else:
        return f"[Error] Option '{password_content}' is not exist."

Також слід одразу звернути увагу на те, що тут ми використовуємо не просто модуль random, а його клас SystemRandom():

secure_shuffle = random.SystemRandom()

Далі генеруємо пароль з усіх можливих символів, якщо користувач зазначив, що пароль має вміщати усе (all):

    if password_content == "all":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.all_symbols_list)
            element = secrets.choice(self.all_symbols_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

Тепер давайте розглянемо код детальніше. Спочатку ми перемішуємо елементи у списку self.all_symbols_list, а потім беремо одним символ з нього:

secure_shuffle.shuffle(self.all_symbols_list)
element = secrets.choice(self.all_symbols_list)

Тут ми застосовуємо функціонал модуля secrets та SystemRandom(). За допомогою цих інструментів ми надаємо надійність нашому генератору паролів, так як тепер наш код генерує по-справжньому випадкові паролі.

Далі додаємо цей символ у список password_list та приєднуємо цей список до рядка original_password:

self.password_list.append(element)
self.original_password.join(self.password_list)

І так наш цикл while буде поступово генерувати пароль, а потім поверне його, коли він буде відповідати параметру password_length:

if len(self.password_list) == password_length:
    return self.original_password.join(self.password_list)

Так само й для чисел, тільки беремо елементи зі списку numbers_list:

elif password_content == "numbers":
        while len(self.password_list) < password_length:
            secure_shuffle.shuffle(self.numbers_list)
            element = secrets.choice(self.numbers_list)

            self.password_list.append(element)
            self.original_password.join(self.password_list)

            if len(self.password_list) == password_length:
                return self.original_password.join(self.password_list)

За такою самою логікою працюють й інші опції параметра password_content. Просто змінюються списки із символами, які ми використовуємо для генерації пароля.

Результат коду

В результаті ми отримуємо такий пароль:

manager = Password()
print(f"Generated password: {manager.generate(15, 'all')}")

Generated password: ?LnGuK3|.gaW3&'

Створення метода entropy() для визначення ентропії паролю

Що таке ентропія?

Ентропія — це такий параметр надійності пароля, який визначає скільки часу (спроб) потрібно буде умовному хакеру для взлому вашого пароля. Ентропія визначається у бітах і обчислюється за такою формулою:

Формула ентропії

Де L — довжина пароля, R — це кількість можливих символів, які ми застосовуємо для генерації пароля.

Реалізація ентропії у коді

Тепер пропоную створити метод entropy(), який буде приймати пароль у якості параметра, надалі автоматично визначаючи його довжину та вміст символів.

Ось реалзіація методу entropy() у коді:

    def entropy(self, password):
        password_length = len(password)
        all_symbols_escape = re.escape(self.all_symbols)
        special_symbols_escape = re.escape(self.special)

        if re.fullmatch("[a-z]+", password):
            symbols_range = 26
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch("[A-Z]+", password):
            symbols_range = 26
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch("[a-zA-Z]+", password):
            symbols_range = 52
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch("[0-9]+", password):
            symbols_range = 10
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch(f"[a-z0-9{special_symbols_escape}]+", password):
            symbols_range = 68
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch("[a-z0-9]+", password):
            symbols_range = 36
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch("[A-Z0-9]+", password):
            symbols_range = 36
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch(f"[A-Z0-9{special_symbols_escape}]+", password):
            symbols_range = 36
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch("[a-zA-Z0-9]+", password):
            symbols_range = 62
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch(f"[{special_symbols_escape}]+", password):
            symbols_range = 32
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch(f"[a-z{special_symbols_escape}]+", password):
            symbols_range = 58
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch(f"[A-Z{special_symbols_escape}]+", password):
            symbols_range = 58
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch(f"[a-zA-Z{special_symbols_escape}]+", password):
            symbols_range = 84
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch(f"[0-9{special_symbols_escape}]+", password):
            symbols_range = 42
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        elif re.fullmatch(f"[{all_symbols_escape}]+", password):
            symbols_range = 95
            entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
            return f"{entropy} bits"

        else:
            return f"[Error] Password '{password}' consist something strange."

Отже, тепер розберемо код даного метода. Спершу ми визначаємо довжину пароля, адже це перша складова формули для визначення ентропії:

password_length = len(password)

Далі ми визначаємо символи у рядках self.all_symbols та self.special як такі, що є саме звичайними символами, а не командами для модуля регулярних виразів re. Тобто функція escape() виключає варіант, за яким деякі з символів у рядках модуль re може сприйняти за свої команди.

all_symbols_escape = re.escape(self.all_symbols)
special_symbols_escape = re.escape(self.special)

Далі ми постійно перевіряємо вміст пароля за допомогою регулярних виразів. Ось частина, де ми перевіряємо пароль на вміст лише малих літер:

if re.fullmatch("[a-z]+", password):
  symbols_range = 26
  entropy = password_length * math.log2(symbols_range)
  return f"{entropy} bits"

В умові ми застосовуємо функцію fullmatch(), яка приймає регулярний вираз та сам пароль, до якого буде застосовуватися сам вираз. Особливістю fullmatch() є те, що вона перевіряє весь рядок на відповідність виразу повністю, у той час як інші подібні функції працюють лише до першого знайденого символа.

Наступним кроком ми визначаємо змінну symbols_range — це та сама змінна R у формулі ентропії. У даному випадку, ми надаємо їх значення 26, бо існує всього 26 малих літер. Себто, кількість можливих символів, які ми можемо застосувати до пароля рівно 26. За такою ж логікою визначаємо цю змінну й для інших символів.

Тепер обчислюємо ентропію за формулою:

entropy = password_length * math.log2(symbols_range)

І у кінці-кінців повертаємо результат.

Пояснення регулярних виразів

Регулярні вирази — це особливий тип виразів, які мають свій власний стиль написання та використовуються для просунутої перевірки вмісту рядків.

Також окремо треба пояснити, що саме означають ті регулярні вирази, які ми прописали у кожній з умов. Взагалі достатньо розуміти, що у квадратних дужках ми зазначаємо, які символи будемо шукати у рядку, а плюс означає, що ті символи повинні зустрічатися один або більше разів.

Тобто, наприклад, вираз [a-z]+ означає, що ми шукаємо у рядку всі малі літери ([a-z] — бквально від a до z включно), причому траплятися вони там повинні один або більше разів (за це відповідає знак +). Даний вираз також може піддаватися змінам, іноді шукаючи не тільки малі літери, як, наприклад, вираз [a-zA-Z]+, який шукає малі та великі літери алфавіту.

Варто також зазначити, що замість запису шуканих символів через дефіс, ми також можемо просто вказати у квадратних дужках змінну з усіма потрібними символами. Ми зробили так, наприклад, коли шукали спец. символи, де просто записали вираз як [{special_symbols_escape}]+.

Таким чином можна достатньо швидко й просто зрозуміти суть даних виразів. Єдине, що ми змінюємо у цих виразах — це символи, які шукаємо у рядку.

Резульат метода entropy()

Ось як працює метод entropy():

password = "?LnGuK3|.gaW3&'"

manager = Password()
print(f"Entropy of password {password} is {manager.entropy(password)}")

Entropy of password ?LnGuK3|.gaW3&' is 98.54783412496421 bits

Висновок

У даній статті ми ознайомилися із резулярними виразами у модулі re, використанням модуля secrets та класу SystemRandom() у модулі random для генерації правдивих випадковостей та криптографічної надійності паролів. Також ми побудували невеличкий модуль, який містить методи generate() для генерації паролів та entropy() для визначення ентропії пароля. Крім цього, ми торкнулися й теоретичного означення ентропії. Всім дякую за увагу!

It Програмування Python Пайтон Programming

Статті про вітчизняний бізнес та цікавих людей:

COMFY@comfy
Пилосос як базова техніка для щоденного прибирання
Підтримання чистоти в оселі потребує зручних і продуманих рішень, особливо коли йдеться про догляд за різними поверхнями. У домашньому побуті пилосос залишається базовою побутовою технікою, що поєднує сухе та вологе очищення без зайвих зусиль.
Дата публікації: 5 дн. томуЧас на прочитання: 3 хв читати
Теми цього довгочиту:
Пилососи
LP-CRM@lpcrm
Безкоштовна CRM для інтернет-магазину: на що звернути увагу перед вибором
CRM для e-commerce: функціонал, інтеграції, аналітика, обмеження free-тарифів і критерії вибору системи для зростання магазину. Безкоштовна CRM для інтернет-магазину: як обрати без помилок
Дата публікації: 5 дн. томуЧас на прочитання: 8 хв читати
Теми цього довгочиту:
Автоматизація Бізнесу
Бухгалтер Ідеального Підприємця@bip.net.ua
Коли та для чого бізнесу потрібен аутсорсинг бухгалтерських послуг
Ведення бухгалтерії є одним з найскладнішим завдань, яке постає перед кожним підприємцем відразу після моменту реєстрації ФОП чи ТОВ. Адже кожна фінансова операція повинна супроводжуватися первинними документами та подальшою сплатою податків.
Дата публікації: 13 січняЧас на прочитання: 4 хв читати
Теми цього довгочиту:
Бухгалтерський Аутсорсинг
Друкарня@drukarnia
Вітаємо з Різдвом Христовим!
Друкарня та платформа WE.UA вітають всіх наших читачів та авторів зі світлим святом Різдва! Зичимо всім українцям довгожданого миру, міцного здоровʼя, злагоди, родинного затишку та втілення всього доброго і прекрасного, чого вам побажали колядники!
Дата публікації: 25 грудняЧас на прочитання: 6 хв читати
Теми цього довгочиту:
Різдво
Укрзолото@ukrzoloto
Каблучки – прикраси, які варто купувати
Ювелірні вироби – це не тільки спосіб витратити гроші, але і зробити вигідні інвестиції. Бо вартість ювелірних виробів з кожним роком тільки зростає. Тому купуючи стильні прикраси, ви вигідно вкладаєте кошти.
Дата публікації: 17 грудняЧас на прочитання: 4 хв читати
Теми цього довгочиту:
Як Вибрати Каблучку

Поділись своїми ідеями в новій публікації.
Ми чекаємо саме на твій довгочит!

Написати

Mystique Lord@nocturnal_reader we.ua/nocturnal_reader

Нічний читач

44Довгочити

492Прочитання

14Підписники

Підтримати

На Друкарні з 14 липня

Більше від автора

Генерація правдивих випадковостей за допомогою secrects та SystemRandom
Всіх вітаю! У цій статті ми вивчимо яким чином можна генерувати правдиві випадкові числа за допомогою вбудованого модуля secrects та класу SystemRandom() у модулі random розберемося із функціоналом
Дата публікації: учораЧас на прочитання: 4 хв читати
Теми цього довгочиту:
Програмування
Метод replace() у Python
Всіх вітаю! У даній статті ми розберемо вбудований метод для роботи з рядками — метод replace(). У рамках матеріалу ми наведемо три приклади роботи з даним методом та визначимо для себе суть самого метода.
Дата публікації: 3 дн. томуЧас на прочитання: 1 хв читати
Теми цього довгочиту:
Програмування
Перетворення стилю графіків у науковий формат
Всіх вітаю! У даній статті ми розглянемо бібліотеку SciencePlots, яка надає можливість перетворювати графіки на науковий формат. Саме у такому форматі графіки відображаються у різного роду наукових статтях і т. д.
Дата публікації: 5 дн. томуЧас на прочитання: 4 хв читати
Теми цього довгочиту:
Програмування

Це також може зацікавити:

Oleksandr Klymenko@overpathz
🕵️ Автентифікація без пароля?
У світі, де кібербезпека стає все більш важливою, традиційні методи автентифікації, такі як паролі, вже не відповідають сучасним вимогам безпеки. На допомогу приходить безпарольна автентифікація, зокрема стандарти FIDO2 та WebAuthn.
Дата публікації: 30 серпняЧас на прочитання: 7 хв читати
Теми цього довгочиту:
Security
Pavlo Saienko@psaenko
Реміндер💊 (Частина 4)
Український стартап з яким більше не забудешь прийняти ліки!
Дата публікації: 3 травняЧас на прочитання: 1 хв читати
Теми цього довгочиту:
Стартап
FreeNux@freenux
Види (дистрибутиви) Linux та який обрати
Linux дистрибутиви бувають різні і у кожної своя задача. Деякі з них є спеціалізованими, інші розраховані на звичайного користувача. Проблема в тому що їх багато і обрати щось серед них складно. Ми спробуємо розповісти про основні типи дистрибутивів Linux та який краще обрати.
Дата публікації: 5 серпняЧас на прочитання: 4 хв читати
Теми цього довгочиту:
Linux

Генерація правдивих випадковостей за допомогою secrects та SystemRandom

Теми цього довгочиту:

Метод replace() у Python

Теми цього довгочиту:

Перетворення стилю графіків у науковий формат

Теми цього довгочиту:

Створення метода generate() для генерації пароля

Результат коду

Створення метода entropy() для визначення ентропії паролю

Що таке ентропія?

Реалізація ентропії у коді

Пояснення регулярних виразів

Резульат метода entropy()

Висновок

Статті про вітчизняний бізнес та цікавих людей:

Пилосос як базова техніка для щоденного прибирання

Теми цього довгочиту:

Безкоштовна CRM для інтернет-магазину: на що звернути увагу перед вибором

Теми цього довгочиту:

Коли та для чого бізнесу потрібен аутсорсинг бухгалтерських послуг

Теми цього довгочиту:

Вітаємо з Різдвом Христовим!

Теми цього довгочиту:

Каблучки – прикраси, які варто купувати

Теми цього довгочиту:

Більше від автора

Генерація правдивих випадковостей за допомогою secrects та SystemRandom

Теми цього довгочиту:

Метод replace() у Python

Теми цього довгочиту:

Перетворення стилю графіків у науковий формат

Теми цього довгочиту:

Це також може зацікавити:

🕵️ Автентифікація без пароля?

Теми цього довгочиту:

Реміндер💊 (Частина 4)

Теми цього довгочиту:

Види (дистрибутиви) Linux та який обрати

Теми цього довгочиту:

Коментарі (0)

Це також може зацікавити:

🕵️ Автентифікація без пароля?

Теми цього довгочиту:

Реміндер💊 (Частина 4)

Теми цього довгочиту:

Види (дистрибутиви) Linux та який обрати

Теми цього довгочиту: