Secure random number

Some theory

Well, the next step is to verify the keys of the One-Time-Pad randomly generated by Python's random method

There are many types of methods for checking if the numbers are random.

Characteristics:

1. Uniformly distributed
2. No numbers repeated on a specified length
3. Numbers must be independent of each other
4. The series should be reproducible
5. The numbers must be generated quickly

Part of the previous program had to generate the random numbers

Code

	def crearlibretas(): ## aqui creamos las libretas para la encriptacion
	x = 0
	y = 0
	pepe = open("libreta1.txt","w") ##libreta el que envia
	ana = open("libreria2.txt","w")
	while y<=20:
	while x<= 20:
	numeror = random.randint(0,2) ##valor random entre: 0<= x <2
	#float(numeror)
	pepe.write(str(numeror)) ## escribimos el caracter
	ana.write(str(numeror))
	# maria.write(str(numeror)) ## escribimos el mismo caracter
	x = x + 1
	#print "y = ",y,""
	pepe.write("\n") ##salto de linea en el archivo
	ana.write("\n")

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In this code I generate random numbers between 0 and 1 to create different keys, now is necesary to verify that this numbers are really random

Test used "Run Test"

In this Test is verified if the hypothesis of a number is really random between two elements, in this case 0 and 1.


Parameters

amount of the first element in this case "0"
amount of the second element in this case "1"
amount of elements
amount of blocks

Regarding the blocks, a block is when the same element is repeated until meet the other element and it starts over with a new block:

For example:
In this case, we have 5 Blocks

Having this elements clearly defined, we can begin seeing how the test works

First, we get the arithmetic mean:

After we got the arithmetic mean, the variance:

Finally we got the probability of Z

Code:

	import math
	entrada = open("libreta1.txt")
	nn = 0
	nm = 0
	y = 0
	totalb = 0
	bloquea = 0
	#bloqueb = 0
	x = 0
	#def bloques():
	u = 0
	##leemos la libreta que contienelos numeros
	for i in entrada.xreadlines():
	tam = len(i)
	######guardamos la cantidad de 1 y 0######
	while x < tam:
	if i[x] == "0":
	nm = nm + 1
	else:
	nn = nn + 1
	#x = x + 1
	###chekamos cauntos bloques tiene###########
	if y != 0:
	if i[x] == bloquea:
	print "si es del bloque"
	else:
	totalb = totalb + 1
	bloquea = i[x]
	print "otro numero diferente"
	else:
	totalb = totalb + 1
	bloquea = i[x]
	y = y + 1
	x = x + 1
	x = 0
	#u = float((2(nn*nm)/(nn + nm)) + 1)
	##proceso a realizar##########################
	#####primero sacar la media aritmetica#######
	u = (2*nn*nm)/(nn + nm) + 1
	#desviacion estandar recordando que esta al cuadrado ##########
	desviacion = ((u - 1)*(u - 2))/(nn + nm - 1)
	#####sacamos la raiz#############################
	des = math.sqrt(desviacion)
	####sacamos la probabilidad o resultado para comprobarlo con la probabilidad de Z0.005 = 1.96##
	z = (totalb - u)/des
	print "total de bloques = ",totalb,""
	print "total de 1 = ",nn,"total de 0= ",nm,""
	print u
	print desviacion
	print z
	####comparamos si s aleatorio o no 1.96 se saca en las tablas de distribucion
	if z < 1.960:
	print "Alta probabilidad que si sean random"
	else:
	print "No hay probabilidad"
	entrada.close()

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Screen Printing

In this case is randomly, but in mayor of the case arenot randomly

Is randomly = 20%

Not randomly = 80 %

Test was performed 10 times

Sorry, here is more information, the value 1.96 is found in the critical value, it depends of the level of reliability, in this case 95 percent.

Graphics and table:

Here is the table:

1 - a	a/2	Za/2
0.90	0.05	1.645
0.95	0.025	1.96
0.99	0.005	2.575

Thanks, have a nice day :D

Referens: http://wwwdi.ujaen.es/asignaturas/computacionestadistica/pdfs/tema3.pdf

http://www.ub.edu/aplica_infor/spss/cap5-4.htm
http://nlab.ee.tokushima-u.ac.jp/nishio/Pub-Data/CONF/C174.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Wald%E2%80%93Wolfowitz_runs_test
http://webspace.ship.edu/pgmarr/Geo441/Examples/Runs%20Test.pdf
http://www.ditutor.com/inferencia_estadistica/valores_criticos.html

One -Time -Pad

Hola a todos ahora en esta ocasión les tenemos un pequeño programa para encriptar y desencriptar por este método One-Time-Pad

Breve explicación:

1-. Primero se crea las llaves en una archivo de texto, todas las llaves son binarios aleatoriamente
2-. Escribimos nuestro mensaje
3-. Lo Encriptamos

Forma de Encriptación:

Por ejemplo si nuestro mensaje representado en código binario fuera: 0010101
y nuestra llave fuera: 0101010

Por método exor quedaría de la siguiente manera:

mensaje = 0010101
llave = 0101010
Mensaje encriptado = 0111111

Posteriormente se desencripta con la misma llave donde el otro usuario por medio de la libreta sabrá cual es y al finalizar esta llave sera eliminada.

Aquí el código:

	import random
	from numpy import *
	#maria = open("libreta2.txt","r","w") ## libreta quien resive
	salida = []
	recuperador = []
	mensaje = []
	inicio = 0
	final = 7
	a = 0
	b = 7
	lineas = 0
	def crearlibretas(): ## aqui creamos las libretas para la encriptacion
	x = 0
	y = 0
	pepe = open("libreta1.txt","w") ##libreta el que envia
	ana = open("libreria2.txt","w")
	while y<=20:
	while x<= 20:
	numeror = random.randint(0,2) ##valor random entre: 0<= x <2
	#float(numeror)
	pepe.write(str(numeror)) ## escribimos el caracter
	ana.write(str(numeror))
	# maria.write(str(numeror)) ## escribimos el mismo caracter
	x = x + 1
	#print "y = ",y,""
	pepe.write("\n") ##salto de linea en el archivo
	ana.write("\n")
	#maria.write("\n") ##salto de linea en el archivo
	x = 0
	y = y + 1
	pepe.close()
	ana.close()
	def encriptar(envio):
	global inicio ## llamamos la variable global inicio es para enviar en que lugar nos quedamos en la cadena de salida
	global final ##llamamos la variable global final es para enviar en que lugar nos quedamos en la cadena de salida
	n = 0
	# sigue = 0
	y = 0
	maria = open("libreta1.txt","r") ##abrimos la libreta para encriptar
	x = 0
	print envio
	msge = raw_input("Dime tu mensaje: ") ##pedimos el mensaje a encriptar
	tam = len(msge) ##medimos la longuitud del mensaje
	print "tamano: ",tam,""
	contador = 0 ##indisealisamos el contador a 0 para la cadena de binarios de cada uno de los caracteres
	for i in maria.xreadlines(): ##empesamos a leer linea por linea del archivo
	dato = i
	if n == 0: ##esto era de prueba para elegir la inea pero ya no se ocupa en si
	print "si entro a codificar"
	while y < tam: ##para leer la cdena que el usuario tecleo
	#print contador
	letra2 = ord(msge[y]) ##convertimos a ascii el mensaje
	binario = bin(letra2) ##convertimos en binario el ascii
	taml = len(binario) ##medimos la longuitud del binario
	taml = taml - 2 ##es para no contar los primeros carcteres del binario que nos salia 0b
	#print "tam1 = ",taml,""
	print "binario de las letras",binario,"letra: ",msge[y],""
	if msge[y] == " ": ##el espacio tiene un binario menos que las demas letras
	salida.append(2)
	contador = contador + 1
	#if n == 0:
	while x < taml: #inicia el ocultamiento
	# print "binario de las letras",binario,"letra: """ ##haciendo encriptacion por metodo exor
	if binario[x + 2] == dato[x]:
	print "binario =",binario[x + 2],"dato = ",dato[x],"" ##si es igual la cadena 0 y 0 o 1 y 1 agregamos un cero en la cadena de salida
	salida.append(0)
	#x = x + 1
	else:
	print "binario =",binario[x + 2],"dato = ",dato[x],"" ##si es diferente las entradas de binario agregamos un 1 a la candena de salida
	salida.append(1)
	#salida[x] = 1
	x = x + 1
	contador = contador + 1
	if contador == 7: ##si ya son 7 datos esto quiere desir que los caracteres an sido encriptados y nos pasamos a desencriptar
	#desencriptar(contador)
	#contador = 0
	#desencriptar(inicio,final)
	desencriptar()
	final = final + 7 ##agregamos para los nuevos datos
	inicio = inicio + 7 ##agregamos para los nuevos datos por la salida que se sigue acumulandose los 0 y 1
	contador = 0
	y = y + 1
	#contador = contador + 1
	x = 0
	# sigue = sigue + 1
	print "salida= ",salida,""
	maria.close()
	#sigue = sigue + 1
	#salida = []
	#mensaje = []
	## a desencriptar yupi
	def desencriptar():
	global inicio ##llamamos valores globales
	global final ##llamamos valores globales
	partida = inicio
	fina = final
	print "desencriptando"
	desencriptador = open("libreta1.txt","r") #abrimos libreta
	tamsalida = len(salida)
	y = 0
	x = 0
	n = 0
	a = 0
	valor = 0
	cosa = list(recuperador) ##esto lo usaremos para desifrar el mensaje
	contador = 0
	#partida = inicio
	#fina = final
	for i in desencriptador.xreadlines(): ##empesamos a leer de nuevo nuestras llaves
	dato = i ##guardamos la llave
	if n == 0: ##este realmente no es necesario
	#while partida < fin:
	while partida < fina: ##iniciamos desde nos quedamos en la ultima iteracion
	#while y < partida
	numero = int(dato[x])
	contador = contador + 1
	if salida[partida] == "2": ##si encuentra un dos e sque existe un espacip
	#print "hay un espacio"
	contador = 0
	else:
	if salida[partida] == numero: ##si es igual pues se agrega un cero
	# print "salida =",salida[partida],"dato = ",dato[y],""
	# cosa[y + 2] = 0
	cosa.append(0)
	else:
	# print "salida =",salida[partida],"dato = ",dato[y],""
	#cosa[y + 2] = 1
	cosa.append(1) ##si es diferente se agrega un uno
	x = x + 1
	partida = partida + 1 ##repetimos para los demas caacteres
	clave = i ##solo para imprimir
	n = n + 1 #para que no lo haga de nuevo ya que no hay nada que desifrar
	contador = contador + 1 ##no necesario
	##impresiones
	print "clave yusada: ",clave,""
	print"binario recuperado",cosa,""
	hahabit=len(cosa) ##no es necesario
	bits = [] ##no necesario
	total = len(cosa) ##tampoco necesario
	ahaha = 0 ##si necesario
	print "total = ",inicio,"fin:",final,""
	partida = partida - 7 ##es para saber desde donde iniciaremos para cambiar de binario a ascii
	##cambiando de binario a caracteres
	while ahaha < 7:
	#print cosa[ahaha]
	if cosa[ahaha] == 1:
	valor=2*valor+1
	hahabit -=1
	else:
	valor=2*valor
	# apartida = partida + 1
	#partida = partida + 1
	ahaha = ahaha + 1
	caracter = chr(valor)
	cosa = []
	#bits
	##imprimimos el mensaje yupi desifrado
	print "valor = ",valor,""
	mensaje.append(caracter)
	print str(mensaje).strip('[]')
	#mensaje.join(mensaje.split())
	def main():
	global lineas ##para borrar las lineas
	##algunas variables fundamentales para ciclos
	i = 0
	n = 0
	inicio = 0
	final = 7
	crearlibretas() ##creamos las llaves para el ocultamiento
	quine = 0 ## este nos dira quien le toca enviar el mensaje
	##nuestras personas fictisias
	enviar1 = 'ale'
	enviar2 = 'ana'
	y = 0
	##se repitira el proceso 20 veces
	while i < 20:
	j = 0
	if quine == 0:
	encriptar(enviar1) ##encriptamos
	quine = 1
	cantidad = len(mensaje)
	##esto es para borrar las llaves ya utilizadas
	while j < cantidad:
	mensaje.pop()
	j = j + 1
	contenido =''
	borrador = open("libreta1.txt") ##libreta el que envia
	for line in borrador:
	linea = line.split(',')
	print "linea: ",linea, "lineas: ",lineas,"y:",y,""
	if lineas != y:
	#contenido += line
	contenido += line
	else:
	print "borrando linea...."
	y = y + 1
	#else:
	y = 0
	borrador.close()
	nuevo = open("libreta1.txt","w")
	nuevo.write(contenido)
	nuevo.close()
	else:
	encriptar(enviar2) ##encriptacion para la otra persona
	cantidad = len(mensaje)
	##proceso para borrar lineas de archivos en este caso la llave
	while j < cantidad:
	mensaje.pop()
	j = j +1
	quine = 0
	borrador = open("libreta1.txt") ##libreta el que envia
	for line in borrador:
	linea = line.split(',')
	if lineas != y:
	contenido += line
	y = y + 1
	y = 0
	borrador.close()
	nuevo = open("libreta1.txt","w")
	nuevo.write(contenido)
	nuevo.close()
	lineas = lineas + 1
	i = i + 1
	j = 0
	main()
	##thats all :S

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Aquí unas impresiones de pantalla:

Aquí se genera las llaves y se nos pide el mensaje

Empezamos a encriptar:

Aquí va encriptando dato por dato hasta completar la frase

En esta imagen si vemos en la parte superior derecha ya nos desifro el mensaje y pasa a borrar la llave usada, aquí solo se muestra en la terminal las demás llave con fines educativos, lo correcto es no mostrarlas.

y posteriormente el otro usuario dará su mensaje y se repetirá el proseso:

Thanks

My message

Hint: Lyrics



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GOOD LUCK