Node.js challenge

Witaj w challengu Node.js, gdzie codziennie przez 7 dni zdobędziesz konkretną dawkę informacji dotyczących Node.js oraz wykorzystasz ją w praktyce. Pamiętaj żeby wykonywać dni challengu po kolei - od dnia pierwszego do ostatniego (dzięki temu Twoja wiedza będzie poukładana i kompletna).

Każdy dzień to jeden temat przewodni. W jego ramach stworzysz aplikację Node.js, która faktycznie będzie potrafiła coś zrobić - od razu zobaczysz wynik swojej pracy.

---

Kilka ważnych informacji

Przed przystąpieniem do rozwiązywania zadań przeczytaj poniższe wskazówki

Do pełnego i satysfakcjonującego doświadczania tego challengu jest potrzebna znajomość JavaScript z elementami ES6. Jeżeli potrzebujesz informacji z zakresu ES6 to znajdziesz je tutaj: tutorial ES6.

Jak zacząć?

1. Stwórz fork repozytorium z zadaniami.
2. Sklonuj repozytorium na swój komputer.

Poszczególne zadania rozwiązuj w odpowiednich plikach.

Plan challengu

• Pierwszy dzień to wstęp do Twojej przygody z Node.js - dowiesz się w jaki sposób przygotować środowisko oraz jak pisać i testować programy Node.js.
• W kolejnych dniach dowiesz się w jaki sposób za pomocą Node.js wchodzić w interakcję z systemem operacyjnym (np. modyfikować pliki czy dokonywać szyfrowania).
• Druga część challengu jest poświęcona tworzeniu back-endu - dowiesz się jak stworzyć własny serwer.
• Pod koniec doświadczysz roli full-stack developera - stworzysz komunikujący się ze sobą front-end i back-end.

---

Dzień 3: P|$z|\/|y $zyfr3|\/|

Moduł crypto

Wczoraj nauczyliśmy się wykorzystywać pierwsze wbudowany w Node moduł: fs. Dzisiaj poznajemy kolejny, o nazwie crypto. Jak sama nazwa wskazuje - kojarzy nam się z kryptografią - dokładnie tym się zajmuje. Dzięki wykorzystaniu crypto jesteśmy w stanie używać pewnych szyfrów, czy funkcji skrótu. Dołączenie modułu następuje w standardowy, poznany wcześniej sposób:

const crypto = require('crypto');

Szyfrowanie, kryptografia i bezpieczeństwo to bardzo skomplikowane tematy. Nie daj się zrazić teoretycznym opisom dzisiejszego dnia :) Pod koniec każdego działu podajemy praktyczny kawałek kodu, który zrealizuje dane zadanie!

W praktyce nie zawsze te przygotowane dla Ciebie gotowce są w 100% bezpieczne! Wszystko zależy od konkretnego użycia. Żeby było jasne - ten dzień sprawi, że będziesz potrafić szyfrować, deszyfrować i pobierać "hash", ale nie zrobi z Ciebie eksperta ds. bezpieczeństwa :)

Funkcje skrótu

Funkcja skrótu, funkcja mieszająca lub funkcja haszująca – funkcja przyporządkowująca dowolnie dużej liczbie krótką, zawsze posiadającą stały rozmiar, niespecyficzną, quasi-losową wartość, tzw. skrót nieodwracalny.

Źródło: Wikipedia. Zaraz rozszyfrujemy tę definicję :)

Funkcją skrótu nazywamy taki algorytm, który jest w stanie z dowolnej długości danych stworzyć krótki ich "podpis".

Przykładowo dla pliku w app/data/someText.txt funkcja skrótu sha256 zwróci jako hex (te dziwnie nazwy rozwikłamy już wkrótce): cc995beff4574d7acb384bf79f5527e1e0fbca926dcf7fa95c8bab06a5237ecf. Niezależnie od tego jak długi tekst źródłowy podamy ta funkcja skrótu zwróci podpis o takiej samej długości. W dodatku każdy tekst wygeneruje zupełnie inny, unikalny podpis.

W praktyce bardzo często stosuje się funkcje skrótu przede wszystkim w dwóch miejscach:

• W celu przechowywania haseł. Funkcja skrótu ma bowiem ciekawą właściwość: jest unikalna* dla każdego tekstu, z drugiej strony nie pozwala odzyskać oryginalnego tekstu. (czyt: jeżeli ktoś nawet włamie się to nie pozna prawdziwych haseł użytkowników).
• Żeby określić czy pobrane pliki są takie same jak oryginał. Sprawdzając czy skrót z pliku jest taki jak był w oryginale możemy stwierdzić czy mamy do czynienia z prawdziwym i poprawnie pobranym plikiem.

Jak pobrać wartość funkcji skrótu za pomocą crypto

Czas na praktykę - jak pobrać ten "podpis" dla stringa np. 'Hello, World!'? Za pomocą funkcji crypto.createHmac(). Cały kod jest dosyć złożony, ale spokojnie - tutaj podajemy gotowca:

const crypto = require('crypto');

const hash = crypto.createHmac(algorytmFunkcjiSkrotu, twojTekst)
    .digest(format);
console.log(hash); //Wyświetl "hash" - czyli wynik funkcji skrótu

Na przykład dla algorytmu sha256, formatu hex i tekstu 'Hello, World!':

const crypto = require('crypto');

const text = 'Hello, World!';
const hash = crypto.createHmac('sha256', text)
    .digest('hex');
console.log(hash); //Zwróci '11febc4b352d7961ee0ff767b846dd87712a94f4ac3380d6c66d5a6f74bc3500'

Algorytm funkcji skrótu

Pierwszym argumentem funkcji crypto.createHmac() jest algorytm. Masz kilka możliwości, m.in.:

• 'sha256' (popularny i bezpieczny)
• 'sha512' (popularny i bardzo bezpieczny, ale dłuższy)
• 'md5' (bardzo niebezpieczny i przestarzały)
• 'rmd160'

(uwaga: nie na każdym systemie działają wszystkie te algorytmy). W praktyce najczęściej wykorzystujemy sha256 lub sha512.

Format

Na koniec naszego kodu musieliśmy wywołać .digest(), który wymaga jako argument formatu. Od tego zależy w jakiej formie zostanie przedstawiony nasz "podpis". Masz kilka możliwości, m.in.: 'hex' czy 'base64'. Nie ma to teraz większego znaczenia dla nas i możesz używać wartości 'hex'.

Szyfrowanie

Szyfrowanie w programowaniu jest zaawansowanym i dosyć długim tematem. Pokażemy Ci jednak jak w prosty sposób można coś szybko zaszyfrować lub rozszyfrować! Poznamy tylko najważniejsze informacje, żebyś szybko mógł/mogła zacząć.

Na początku używamy funkcji crypto.createCipher(algorytmSzyfrujacy, haslo), któremu podajemy odpowiednie dane - co zwróci nam obiekt typu Cipher (zapisujemy go po prostu do zmiennej).

Później na tym obiekcie wykonujemy .update(tekstOryginalny, kodowanieWejsciowe, formatWyjsciowy). Ta metoda zwróci nam część zaszyfrowanego tekstu.

Na koniec na tym samym obiekcie wykonujemy .final(formatWyjsciowy).

Brzmi skomplikowanie? Trochę tak jest :) Dlatego przygotowaliśmy dla Ciebie wygodną funkcję, która realizuje szyfrowanie i korzysta z wyżej podanej wiedzy:

const crypto = require('crypto');

function encodeText(text, password, algorithm){
    const cipher = crypto.createCipher(algorithm, password);
    
    let encrypted = cipher.update(text, 'utf8', 'hex');
    encrypted += cipher.final('hex');
    return encrypted;
}

Żeby jej użyć musisz jeszcze tylko wiedzieć jakie algorytmy masz do wyboru. Jest ich bardzo dużo i zależą od Twojego systemu, masz do dospozycji m.in.: 'aes192', 'aes-256-cbc', 'aes-256-ecb' i inne.

Np. szyfrując wiadomość 'Hello, World!' za pomocą algorytmu 'aes-256-cbc' i hasła 'M0j3 has|0!' otrzymamy 352c9abb9cd20b41766f352b2611bb7b:

const crypto = require('crypto');

function encodeText(text, password, algorithm){
    const cipher = crypto.createCipher(algorithm, password);

    let encrypted = cipher.update(text, 'utf8', 'hex');
    encrypted += cipher.final('hex');
    return encrypted;
}

console.log(encodeText('Hello, World!', 'M0j3 has|0!', 'aes-256-cbc')); //Wyświetli `352c9abb9cd20b41766f352b2611bb7b`

Deszyfrowanie

Ok. Mamy już zaszyfrowaną wiadomość... To w jaki sposób ją teraz rozszyfrować? Właściwie cały proces jest identyczny jak w przypadku szyfrowania - z tą różnicą, że używamy funkcji crypto.createDecipher().

Oto funkcja deszyfrująca dla Ciebie:

const crypto = require('crypto');

function decodeText(encodedText, password, algorithm){
    const decipher = crypto.createDecipher(algorithm, password);
    
    let decrypted = decipher.update(encodedText, 'hex', 'utf8');
    decrypted += decipher.final('utf8');
    return decrypted;
}

Próbując zatem odwrócić poprzedni proces:

const crypto = require('crypto');

function decodeText(encodedText, password, algorithm){
    const decipher = crypto.createDecipher(algorithm, password);
    
    let decrypted = decipher.update(encodedText, 'hex', 'utf8');
    decrypted += decipher.final('utf8');
    return decrypted;
}

console.log(decodeText('352c9abb9cd20b41766f352b2611bb7b', 'M0j3 has|0!', 'aes-256-cbc')); //Wyświetli `Hello, World!`

Pamiętaj: żaden szyfr nie jest w 100% bezpieczny. Bezpieczeństwo to skomplikowane zagadnienie. Dzisiejszy challenge nie jest przewodnikiem po bezpiecznym szyfrowaniu.

Ćwiczenia

Ćwiczenia wykonuj w odpowiednich plikach. W folderze app są one ponumerowane tak samo jak poniżej - zadaniu 1. Rozgrzewka odpowiada plik app/zadanie01.js itd. Aby uruchomić zadanie podaj jego nazwę (pamiętaj, aby linia komend/terminal był otwarty na katalogu app tego repozytorium), np.:

node ./zadanie01.js

1. Którego hasła użyłem?

Sprawdźmy Twoje umiejętności korzystania z funkcji skrótu.

W pliku app/zadanie01.js znajduje się ciąg '5dca0fc4e306d92b2077ad85e7c4bd87a3e8648e'. Twoim zadaniem jest określenie którego z poniższych haseł użyłem do jego wygenerowania:

• '??TegoHasła'
• 'CodersLab'
• 'Node.js Szyfruje Pliki'
• 'Zaźółć Gęślą Jaźń'
• 'Moje Haslo 1@3!'
• '111#$((@)n'
• 'Dzisiaj Szyfruje 83'

Nie wiadomo jaki został użyty algorytm funkcji skrótu. Zerknij do działu funkcji skrótu, aby przypomnieć sobie o jakich wspominaliśmy.

Zadanie możesz wykonać ręcznie, możesz też spróbować wykonać go za pomocą pętli - aby program sam znalazł, które z powyższych haseł zwróci dla danej funkcji skrótu '5dca0fc4e306d92b2077ad85e7c4bd87a3e8648e'.

Zadanie dnia 1: Narzędzie do sumy kontrolnej pliku

Połącz swoją wiedzę z pierwszego, drugiego i dzisiejszego dnia. Stwórz program, któremu można przekazać jako argument ścieżkę pliku tekstowego. Następnie Twój program ma wczytać zawartość tego pliku i na końcu wykonać funkcję skrótu 'sha256' na nim i ją wyświetlić.

Przykładowo wykonanie:

node ./zadanieDnia1.js ./data/zadanieDnia1/testFile.txt

Powinno wyświetlić 4f7ae6569b55cb6275423ca1cdf31475e607da1d5204c110a58fb480c96e6eca.

Takie narzędzie jest bardzo praktyczne i powszechnie stosowane np. do sprawdzania oryginalności pobieranych plików (autor na swojej stronie pobierania musi podać oryginalny sha256, my po pobraniu generujemy swój i porównujemy czy są takie same).

Zadanie dnia 2: 4f9f...03c40

Pobawmy się jak komputerowy Detektyw :)

Ostatnie zadanie polega na rozszyfrowaniu niżej podanego tekstu. Ten tekst znajduje się również w pliku app/zadanieDnia2.js. Użyto jednego z algorytmów szyfrujących które wymieniliśmy. Hasłem jest pierwsza i ostatnia litera każdego słowa w pierwszym zdaniu tego zadania :)

4f9fa8f98650091c4910f5b597773c0a48278cfb001fe4eb3ff47ada85cbf0ed3dc17016b031e1459e6e4d9b001ab6e102c11e834a98dce9530c9668c47b76ee6f09d075d19a38e48b415e067c6ddcfad0d3526c405a4f4f2fb1e7502f303c40