FileUtility-GSEA

GSEA (Secure and Efficient File Management Utility) – Proyecto 3 de Sistemas Operativos.

Utilidad de línea de comandos para compresión, descompresión, encriptación y desencriptación de archivos con soporte para procesamiento concurrente y journaling automático.

Tabla de Contenidos

• Características
• Requisitos
• Compilación
• Uso
• Algoritmos Disponibles
• Ejemplos
• Operaciones con Carpetas
• Sistema de Journaling
• Casos de Prueba

Características

• Compresión/Descompresión: RLE, LZW, Huffman
• Encriptación/Desencriptación: Vigenere, AES-128 (CBC)
• Operaciones combinadas: Comprimir + Encriptar en una sola ejecución
• Procesamiento concurrente: Usa thread pool para carpetas con múltiples archivos
• Journaling automático: Registro detallado de todas las operaciones
• Soporte para carpetas: Procesamiento recursivo de directorios completos
• Validación de claves: Verifica complejidad y seguridad de contraseñas

Requisitos

• Sistema Operativo: Linux
• Compilador: g++ con soporte para C++11 o superior
• Bibliotecas: Estándar de C++ (no requiere dependencias externas)

Compilación

Para compilar el proyecto, usa el siguiente comando:

make

También puedes usar:

• make all - Compila el proyecto
• make clean - Limpia los archivos compilados
• make rebuild - Limpia y recompila todo

El ejecutable se generará en bin/FileUtility.

Demo web

web/app.py expone la utilidad por HTTP: subir un archivo, elegir operación y algoritmos, y descargar el resultado. Es solo una envoltura — la compresión y el cifrado los sigue haciendo el mismo binario de bin/FileUtility.

Para desplegarla gratis: Render → New + → Blueprint → este repositorio. render.yaml y Dockerfile.web la configuran; no hay variables que definir.

Para levantarla en local:

docker build -f Dockerfile.web -t gsea-web . && docker run --rm -p 8000:8000 gsea-web

Límites de la envoltura

• Máximo 5 MB por archivo y 30 s por operación.
• Los argumentos se pasan como lista, nunca por shell, y operación y algoritmos se validan contra una lista cerrada.
• Cada petición usa un directorio temporal propio que se borra al responder, journal incluido. Ni el archivo ni la clave se guardan.
• La CLI pregunta de forma interactiva antes de cambiar de algoritmo o de aceptar una clave débil; la envoltura responde n a todo, de modo que respeta el algoritmo elegido y rechaza las claves débiles en vez de continuar.
• La CLI termina con código 0 aunque falle, así que los errores se detectan leyendo su salida.

Uso

Sintaxis básica:

./bin/FileUtility [operaciones] [opciones]

Operaciones disponibles:

• -c : Comprimir
• -d : Descomprimir
• -e : Encriptar
• -u : Desencriptar (decrypt)

Nota: Puedes combinar operaciones, por ejemplo: -ce (comprimir y encriptar), -ud (desencriptar y descomprimir)

Opciones:

• -i <archivo> : Archivo de entrada (obligatorio)
• -o <archivo> : Archivo de salida (obligatorio)
• --comp-alg <algoritmo> : Algoritmo de compresión (RLE, LZW, Huff)
• --enc-alg <algoritmo> : Algoritmo de encriptación (VIG, AES128)
• -k <clave> : Clave para encriptación/desencriptación

Algoritmos Disponibles

Compresión

• RLE (Run-Length Encoding): Ideal para archivos con datos repetitivos
• LZW (Lempel-Ziv-Welch): Compresión basada en diccionario, buena relación velocidad/tamaño
• Huff/Huffman: Compresión basada en frecuencia de símbolos, excelente para texto

Encriptación

• VIG/Vigenere: Cifrado por sustitución polialfabética, requiere clave alfanumérica
• AES/AES128: AES-128 en modo CBC, requiere clave de mínimo 16 caracteres

Recomendaciones por Tipo de Archivo

El programa incluye un sistema de sugerencias inteligente que recomienda el mejor algoritmo según el tipo de archivo:

Archivos de Texto

Extensiones: .txt, .log, .md, .csv
Algoritmo recomendado: Huffman

• Mejor compresión para texto plano y estructurado
• Eficiencia: 60-70% de reducción típica

Imágenes sin Comprimir

Extensiones: .bmp, .pgm, .ppm
Algoritmos recomendados: Huffman o LZW

• Huffman: Ligeramente mejor en general
• LZW: Excelente para imágenes con patrones
• Evitar RLE a menos que sean imágenes muy simples (logos, iconos)
• Eficiencia: 50-70% de reducción

Audio sin Comprimir

Extensiones: .wav, .aiff, .au
Algoritmos recomendados: Huffman o LZW

• Huffman: Mejor rendimiento general
• LZW: Alternativa válida
• Evitar RLE
• Eficiencia: 15-35% de reducción

Video

Extensiones: .avi, .mov
Algoritmo recomendado: Huffman

• Nota: Videos modernos (MP4, MKV) ya están comprimidos y no se benefician de compresión adicional

Binarios y Ejecutables

Extensiones: .bin, .exe, archivos sin extensión (ejecutables Linux)
Algoritmo recomendado: LZW

• Mejor para código binario y estructuras de datos complejas
• Eficiencia: 40-60% de reducción

Sistema Interactivo de Sugerencias

Cuando comprimes un archivo individual con un algoritmo subóptimo, el programa te preguntará si deseas cambiar:

$ ./bin/FileUtility -c -i documento.txt -o output.dat --comp-alg LZW

   SUGERENCIA para documento.txt:
   Este es un archivo de texto (.txt).
   El algoritmo Huffman suele ofrecer mejor compresión.
   Algoritmo actual: LZW
   ¿Desea cambiar a Huffman? (s/n):

Para imágenes y audio con RLE, se ofrecen múltiples opciones:

$ ./bin/FileUtility -c -i imagen.bmp -o output.dat --comp-alg RLE

   SUGERENCIA para imagen.bmp:
   Este es un imagen sin comprimir (.bmp).
   RLE no es óptimo para este tipo de archivo.
   Algoritmo actual: RLE
   ¿Desea cambiar el algoritmo?
   1) Huffman
   2) LZW
   3) Continuar con RLE
   Seleccione (1/2/3):

Nota: Las sugerencias solo aparecen para archivos individuales, no cuando se procesan carpetas completas.

Ejemplos

1. Comprimir un archivo:

./bin/FileUtility -c -i archivo.txt -o archivo_comprimido.dat --comp-alg RLE

2. Encriptar un archivo:

./bin/FileUtility -e -i archivo.txt -o archivo_encriptado.dat --enc-alg VIG -k "Encrypt3*PassK3y@"

3. Comprimir y encriptar:

./bin/FileUtility -ce -i archivo.txt -o archivo_protegido.dat --comp-alg LZW --enc-alg AES128 -k "Encrypt3*PassK3y@"

4. Descomprimir un archivo:

./bin/FileUtility -d -i archivo_comprimido.dat -o archivo_descomprimido.txt --comp-alg RLE

5. Desencriptar un archivo:

./bin/FileUtility -u -i archivo_encriptado.dat -o archivo_desencriptado.txt --enc-alg VIG -k "Encrypt3*PassK3y@"

6. Desencriptar y descomprimir:

./bin/FileUtility -ud -i archivo_protegido.dat -o archivo_original.txt --comp-alg LZW --enc-alg AES128 -k "Encrypt3*PassK3y@"

Operaciones con Carpetas

El programa soporta procesamiento de carpetas completas de forma recursiva. Utiliza un thread pool para procesar múltiples archivos en paralelo, mejorando significativamente el rendimiento.

Ejemplo:

./bin/FileUtility -ce -i tests -o testsOut --comp-alg LZW --enc-alg AES128 -k "Encrypt3*PassK3y@"

Esto procesará todos los archivos dentro de tests/ y sus subdirectorios, manteniendo la estructura de carpetas en testsOut/.

Sistema de Journaling

El programa implementa un sistema de journaling que registra todas las operaciones realizadas, creando logs detallados para trazabilidad y auditoría.

Características del Journaling

Para Archivos Individuales

• Crea un archivo .log por cada operación
• Registra: tipo de operación, tamaños, timestamps, cada paso del proceso
• Formato: journal/journal_[OPERACION]_[ARCHIVO]_[TIMESTAMP].log

Para Carpetas

• Crea un único archivo .log para toda la carpeta
• Registra cada archivo procesado dentro de la carpeta
• Incluye separadores visuales entre archivos
• Formato: journal/journal_[OPERACION]_[CARPETA]_[TIMESTAMP].log

Ejemplo de Journal

Al ejecutar:

./bin/FileUtility -c -i tests/Test1C.txt -o tests/Test1C_compressed.txt --comp-alg RLE

Se genera: journal/journal_COMPRESS_Test1C.txt_20251117_143025.log

Contenido del archivo journal:

========================================
JOURNAL DE OPERACIÓN - ARCHIVO
========================================
Tipo: COMPRESS
Archivo: Test1C.txt
Origen: tests/Test1C.txt
Destino: tests/Test1C_compressed.txt
Tamaño: 126.08 KB
Timestamp inicio: 2025-11-17 14:30:25
========================================

[14:30:25] Inicio de proceso...
[14:30:25] Comprimiendo con RLE...
[14:30:26] Compresión completada
[14:30:26] Archivo completado
[14:30:26] Tamaño final: 85.2 KB
[14:30:26] Tiempo procesamiento: 12 ms

========================================
[14:30:26] Proceso completado: EXITOSO
Tiempo total: 12 ms
========================================

Operaciones Registradas

• COMPRESS: Compresión de archivos
• DECOMPRESS: Descompresión de archivos
• ENCRYPT: Encriptación de archivos
• DECRYPT: Desencriptación de archivos
• Combinaciones: COMPRESS_ENCRYPT, DECOMPRESS_DECRYPT, etc.

Ubicación

Todos los journals se guardan en journal/ (ignorado por git según .gitignore)

Ventajas

1. Trazabilidad: Registro completo de todas las operaciones
2. Debugging: Facilita la identificación de problemas
3. Auditoría: Permite revisar qué se procesó y cuándo
4. Thread-safe: Funciona correctamente en procesamiento concurrente
5. Educativo: Simula sistemas de journaling reales en sistemas operativos

Notas Importantes

• Las claves de encriptación deben ser seguras (mínimo 8 caracteres, se recomienda 16+ para AES)
• El programa valida la complejidad de las claves antes de procesar
• Para operaciones combinadas, el orden de descompresión/desencriptación debe invertirse
• Los journals se generan automáticamente en journal/ y no se incluyen en git
• El procesamiento concurrente se adapta automáticamente al número de núcleos disponibles