📧 Secure Chat Application using Diffie-Hellman Algorithm

Language

🇷🇺 Русский

📧 Приложение для Безопасного Чата с Использованием Алгоритма Диффи-Хеллмана

Автор: Бекзат Жаксыбаев
Курсовая работа для: Студента первого курса магистратуры

📖 Описание Проекта

Данное приложение представляет собой безопасный чат, реализующий алгоритм обмена ключами Диффи-Хеллмана для обеспечения защищенной связи между пользователями.

Основные возможности:

• 🔐 Безопасный обмен ключами: Использование алгоритма Диффи-Хеллмана для установления общего секретного ключа
• 🛡️ Шифрование сообщений: Симметричное шифрование (AES) для защиты передаваемых сообщений
• 💬 Удобный интерфейс: Простое и интуитивно понятное веб-приложение для общения

🚀 Начало Работы

📋 Предварительные Требования

• Python 3.x
• MongoDB (локальная установка или MongoDB Atlas)
• Virtual Environment (виртуальное окружение, рекомендуется)
• Node.js и NPM (для установки фронтенд-зависимостей, если требуется)

🔧 Установка и Настройка

1. Клонируйте репозиторий:

git clone https://github.com/elapen/secure_chat.git
cd secure_chat

2. Создайте виртуальное окружение:

# На Windows
python -m venv venv
venv\Scripts\activate

# На macOS/Linux
python3 -m venv venv
source venv/bin/activate

3. Установите зависимости:

pip install -r requirements.txt

4. Настройте переменные окружения:

   Создайте файл .env в корневой директории проекта со следующим содержимым:

MONGODB_URL="your_mongodb_connection_string"

Важно: Замените "your_mongodb_connection_string" на ваш реальный URL подключения к MongoDB.

5. Запустите MongoDB (если используете локально):

# На Windows
net start MongoDB

# На macOS/Linux
sudo service mongod start

6. Запустите приложение:

python app.py

Приложение будет доступно по адресу http://localhost:5000.

🌐 Использование

1. Откройте приложение в браузере:

http://localhost:5000

2. Войдите в систему:

   • Введите уникальное имя пользователя
   • После входа будут сгенерированы ключи Диффи-Хеллмана

3. Начните общение:

   • Введите имя пользователя получателя
   • Напишите сообщение и нажмите Отправить
   • Сообщение будет зашифровано и отправлено получателю

📁 Структура Проекта

secure_chat/
├── app.py
├── templates/
│   ├── index.html
│   └── chat.html
├── static/
│   └── (статические файлы, например, CSS или JS)
├── requirements.txt
├── .env
└── README.md

• app.py: Основной файл приложения Flask
• templates/: HTML-шаблоны для фронтенда
• static/: Статические файлы (стили, скрипты)
• requirements.txt: Список зависимостей Python
• .env: Файл с переменными окружения (MongoDB URL)

🛠️ Технологии и Библиотеки

Backend:

• Flask: Легковесный веб-фреймворк для Python
• Flask-SocketIO: Реализация Socket.IO для Flask
• PyMongo: Официальный драйвер MongoDB для Python
• PyCryptodome: Криптографические примитивы для Python
• python-dotenv: Работа с переменными окружения

Frontend:

• Socket.IO: Библиотека для работы с WebSocket
• BigInteger.js: Работа с большими целыми числами в JavaScript
• CryptoJS: Криптографические функции для JavaScript

👨‍💻 Об Авторе

Бекзат Жаксыбаев — студент первого курса магистратуры, разработал это приложение в рамках курсовой работы, демонстрируя применение криптографических алгоритмов на практике.

📞 Контакты

• Email: bekzat.zhm@gmail.com
• GitHub: https://github.com/elapen/secure_chat

📄 Лицензия

Этот проект лицензирован на условиях лицензии MIT — подробности см. в файле LICENSE.

🙏 Благодарности

• Университет: За предоставленную возможность и ресурсы для разработки проекта
• Преподаватели и Наставники: За поддержку и руководство

🇺🇸 English

Author: Bekzat Zhaksybayev
Course Work for: First-year Master's Student

📖 Project Description

This application is a secure chat that implements the Diffie-Hellman key exchange algorithm to ensure protected communication between users.

Key Features:

• 🔐 Secure Key Exchange: Implementation of the Diffie-Hellman algorithm for establishing a shared secret key
• 🛡️ Message Encryption: Symmetric encryption (AES) for protecting transmitted messages
• 💬 User-Friendly Interface: Simple and intuitive web application for communication

🚀 Getting Started

📋 Prerequisites

• Python 3.x
• MongoDB (local installation or MongoDB Atlas)
• Virtual Environment (recommended)
• Node.js and NPM (for frontend dependencies if required)

🔧 Installation and Setup

1. Clone the repository:

git clone https://github.com/elapen/secure_chat.git
cd secure_chat

2. Create a virtual environment:

# On Windows
python -m venv venv
venv\Scripts\activate

# On macOS/Linux
python3 -m venv venv
source venv/bin/activate

3. Install dependencies:

pip install -r requirements.txt

4. Configure environment variables:

   Create a .env file in the project root directory with the following content:

MONGODB_URL="your_mongodb_connection_string"

Important: Replace "your_mongodb_connection_string" with your actual MongoDB connection URL.

5. Start MongoDB (if using locally):

# On Windows
net start MongoDB

# On macOS/Linux
sudo service mongod start

6. Run the application:

python app.py

The application will be available at http://localhost:5000.

🌐 Usage

1. Open the application in a browser:

http://localhost:5000

2. Log in:

   • Enter a unique username
   • Diffie-Hellman keys will be generated after login

3. Start chatting:

   • Enter the recipient's username
   • Write a message and click Send
   • The message will be encrypted and sent to the recipient

📁 Project Structure

secure_chat/
├── app.py
├── templates/
│   ├── index.html
│   └── chat.html
├── static/
│   └── (static files, e.g., CSS or JS)
├── requirements.txt
├── .env
└── README.md

• app.py: Main Flask application file
• templates/: HTML templates for frontend
• static/: Static files (styles, scripts)
• requirements.txt: Python dependencies list
• .env: Environment variables file (MongoDB URL)

🛠️ Technologies and Libraries

Backend:

• Flask: Lightweight web framework for Python
• Flask-SocketIO: Socket.IO implementation for Flask
• PyMongo: Official MongoDB driver for Python
• PyCryptodome: Cryptographic primitives for Python
• python-dotenv: Environment variables management

Frontend:

• Socket.IO: WebSocket library
• BigInteger.js: Large integer operations in JavaScript
• CryptoJS: Cryptographic functions for JavaScript

👨‍💻 About the Author

Bekzat Zhaksybayev — first-year Master's student, developed this application as part of coursework, demonstrating the practical application of cryptographic algorithms.

📞 Contacts

• Email: bekzat.zhm@gmail.com
• GitHub: https://github.com/elapen/secure_chat

📄 License

This project is licensed under the MIT License — see the LICENSE file for details.

🙏 Acknowledgments

• University: For providing the opportunity and resources for project development
• Teachers and Mentors: For support and guidance