-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
Expand file tree
/
Copy pathaes.html
More file actions
1226 lines (1024 loc) · 61.8 KB
/
aes.html
File metadata and controls
1226 lines (1024 loc) · 61.8 KB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
<!DOCTYPE html>
<html lang="uk">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>AES-подібний симулятор шифрування</title>
<style>
body {
font-family: 'Arial', sans-serif;
max-width: 1200px;
margin: 0 auto;
padding: 10px;
background-color: #f5f5f5;
color: #333;
}
h1, h2, h3 {
color: #2c3e50;
text-align: center;
}
h3 {
text-align: left;
border-bottom: 2px solid #3498db;
padding-bottom: 5px;
margin-top: 5px;
}
.container {
background-color: white;
border-radius: 10px;
padding: 20px;
box-shadow: 0 4px 6px rgba(0,0,0,0.1);
margin-bottom: 5px;
display: flex;
flex-direction: column;
}
.matrices-container {
display: flex;
justify-content: space-around;
flex-wrap: wrap;
margin-bottom: 10px;
}
.matrix-wrapper {
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
margin: 10px;
}
.matrix {
display: inline-block;
border: 2px solid #3498db;
border-radius: 5px;
margin: 10px;
padding: 10px;
background-color: #ecf0f1;
}
.matrix-row {
display: flex;
}
.matrix-cell {
width: 60px;
height: 60px;
display: flex;
align-items: center;
justify-content: center;
border: 1px solid #3498db;
margin: 5px;
font-weight: bold;
font-size: 18px;
background-color: white;
transition: all 0.5s ease;
}
.highlight {
background-color: #f39c12 !important;
transform: scale(1.1);
}
.sbox-highlight {
background-color: #e74c3c !important;
color: white;
box-shadow: 0 0 10px #e74c3c;
}
.key-cell {
background-color: #e74c3c;
color: white;
}
.operation {
margin: 15px 0;
padding: 10px;
border-left: 4px solid #3498db;
background-color: #ecf0f1;
}
.controls {
display: flex;
justify-content: center;
gap: 10px;
margin: 20px 0;
}
button {
padding: 10px 20px;
background-color: #3498db;
color: white;
border: none;
border-radius: 5px;
cursor: pointer;
font-size: 16px;
transition: background-color 0.3s;
}
button:hover {
background-color: #2980b9;
}
button:disabled {
background-color: #95a5a6;
cursor: not-allowed;
}
.arrow {
font-size: 24px;
margin: 0 10px;
color: #e74c3c;
}
.explanation {
background-color: #d5edff;
padding: 15px;
border-radius: 5px;
margin-top: 10px;
}
.binary {
font-family: monospace;
font-size: 14px;
color: #2c3e50;
}
.step-indicator {
text-align: center;
font-weight: bold;
margin: 10px 0;
color: #3498db;
}
.animation-area {
min-height: 150px;
border: 1px dashed #3498db;
border-radius: 5px;
padding: 10px;
margin: 15px 0;
position: relative;
}
.key-expansion-steps {
display: flex;
flex-wrap: wrap;
justify-content: center;
gap: 10px;
margin: 15px 0;
}
.expansion-step {
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
margin: 5px;
}
.step-label {
font-size: 12px;
margin-bottom: 5px;
font-weight: bold;
}
.mix-columns-container {
display: flex;
justify-content: space-around;
flex-wrap: wrap;
margin: 15px 0;
}
.mix-column {
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
margin: 10px;
border: 1px solid #ccc;
padding: 10px;
border-radius: 5px;
}
/* Стилі для теоретичного блоку */
.container ul {
padding-left: 20px;
}
.container li {
margin-bottom: 10px;
}
.container p {
line-height: 1.6;
text-align: left;
}
</style>
</head>
<body>
<h3>AES-подібний симулятор шифрування</h3>
<div class="container">
<div class="matrices-container">
<div class="matrix-wrapper">
<h4>Матриця стану - блок інформації, що шифрується</h4>
<p> (2x2 по 4 біти, в реальному AES 4х4 по байту)</p>
<div class="matrix" id="state-matrix">
<div class="matrix-row">
<div class="matrix-cell" id="cell-00">0000</div>
<div class="matrix-cell" id="cell-01">0000</div>
</div>
<div class="matrix-row">
<div class="matrix-cell" id="cell-10">0000</div>
<div class="matrix-cell" id="cell-11">0000</div>
</div>
</div>
</div>
<div class="matrix-wrapper">
<h2>Ключ (2x2)</h2>
<div class="matrix" id="key-matrix">
<div class="matrix-row">
<div class="matrix-cell key-cell" id="key-00">0000</div>
<div class="matrix-cell key-cell" id="key-01">0000</div>
</div>
<div class="matrix-row">
<div class="matrix-cell key-cell" id="key-10">0000</div>
<div class="matrix-cell key-cell" id="key-11">0000</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
<div class="controls">
<button id="reset-btn">Почати заново</button>
<button id="prev-step" disabled>← Попередній крок</button>
<button id="next-step">Наступний крок →</button>
</div>
<div class="step-indicator" id="step-indicator">Крок 0: Початковий стан</div>
<div class="animation-area" id="animation-area">
</div>
<div class="explanation" id="explanation">
<p>Ласкаво просимо до симулятора AES-подібного шифрування!</p>
<p>Ми працюємо з матрицею 2x2, де кожен елемент - 4-бітне слово (від 0000 до 1111).</p>
<p>Натисніть "Наступний крок", щоб побачити процес шифрування покроково.</p>
</div>
</div>
<div class="container">
<h2>Теоретичні відомості</h2>
<h3>🧩 Симетричне та Асиметричне шифрування</h3>
<p>У криптографії існує два основних підходи:</p>
<ul>
<li><strong>Симетричне шифрування (Symmetric):</strong> Використовує <strong>один і той же ключ</strong> для шифрування та дешифрування. Це той тип, який ви бачите в цьому симуляторі (AES - це симетричний алгоритм). Вони надзвичайно <strong>швидкі</strong>, але мають проблему: як безпечно передати спільний ключ співрозмовнику?</li>
<li><strong>Асиметричне шифрування (Asymmetric):</strong> Використовує <strong>пару ключів</strong>: <strong>публічний</strong> (яким можна ділитися з усіма) та <strong>приватний</strong> (який зберігається в таємниці). Те, що зашифроване публічним ключем, може бути розшифроване лише приватним. Це вирішує проблему обміну ключами, але ці алгоритми (наприклад, RSA) <strong>набагато повільніші</strong>.</li>
</ul>
<p>В реальному світі (наприклад, у HTTPS) використовують <strong>гібридний підхід</strong>: асиметричне шифрування використовується для безпечного обміну симетричним ключем, а потім вся комунікація відбувається швидко за допомогою симетричного шифрування.</p>
<h3>🤝 Проблема обміну ключами: Діффі-Геллман (DH)</h3>
<p>Щоб дві сторони, які ніколи не зустрічалися, могли домовитися про спільний секретний ключ (для симетричного шифрування) через незахищений канал (наприклад, Інтернет), використовується <strong>протокол Діффі-Геллмана (DH)</strong>. Це "магічний" математичний трюк, який дозволяє Алісі та Бобу, обмінюючись лише публічною інформацією, незалежно згенерувати однаковий секретний ключ, який неможливо перехопити.</p>
<p><strong>Важливо:</strong> DH сам по собі не захищає від "людини посередині" (man-in-the-middle). Для цього потрібна <strong>автентифікація</strong> (перевірка, що ви говорите саме з Бобом, а не з шахраєм), яка зазвичай забезпечується цифровими сертифікатами.</p>
<h3>🌪️ Принципи AES: Плутанина та Дифузія</h3>
<p>AES, як і багато сучасних блокових шифрів, побудований на принципах "плутанини" та "дифузії", сформульованих Клодом Шенноном:</p>
<ul>
<li><strong>Плутанина (Confusion):</strong> Це робить зв'язок між ключем та шифротекстом якомога складнішим. В AES за це відповідає етап <strong>SubBytes (S-блок)</strong>. Це єдина <strong>нелінійна</strong> операція в алгоритмі, яка унеможливлює прості алгебраїчні атаки.</li>
<li><strong>Дифузія (Diffusion):</strong> Це робить зв'язок між відкритим текстом та шифротекстом складним. Вона "розсіює" вплив одного біта відкритого тексту на багато бітів шифротексту. В AES за це відповідають етапи <strong>ShiftRows</strong> та <strong>MixColumns</strong>.</li>
</ul>
<p>Повторення цих етапів у багатьох раундах (10-14 в реальному AES) створює "лавинний ефект", де зміна одного біта на вході призводить до повної зміни ~50% бітів на виході.</p>
<h3>❓ Як формуються S-блоки?</h3>
<p>Таблиця S-блоку (SubBytes) — це не просто випадковий набір чисел. Вона генерується за суворим математичним алгоритмом у Полі Галуа GF(2^8). Спочатку для кожного байта знаходиться його <strong>мультиплікативний обернений</strong> (це складна операція), а потім результат пропускається через <strong>афінне перетворення</strong> (XOR з константами). Це гарантує, що S-блок має чудові криптографічні властивості та стійкість до лінійного та диференціального криптоаналізу.</p>
<h3>🌊 Сучасні Альтернативи: Потокові Шифри</h3>
<p>AES — це <strong>блоковий шифр</strong> (він шифрує дані фіксованими блоками по 128 біт). Існують також <strong>потокові шифри</strong>, які генерують нескінченний "потік" псевдовипадкових байтів (на основі ключа) і просто XOR-ять його з вашими даними. Це часто швидше, особливо в програмній реалізації.</p>
<p>Найвідоміші сучасні потокові шифри — це <strong>Salsa20</strong> та його наступник <strong>ChaCha20</strong> (використовується в TLS 1.3, WireGuard VPN, Google). Вони вважаються дуже безпечними та швидкими.</p>
<h3>🌐 Де використовується AES?</h3>
<p>Скрізь! AES — це світовий "золотий стандарт" симетричного шифрування. Ви стикаєтеся з ним щодня:</p>
<ul>
<li><strong>Wi-Fi:</strong> Ваш WPA2/WPA3 пароль захищає трафік за допомогою AES.</li>
<li><strong>Вебсайти (HTTPS):</strong> Коли ви бачите "замочок" в браузері (TLS/SSL), дані сесії, скоріш за все, шифруються за допомогою AES.</li>
<li><strong>VPN:</strong> Протоколи як OpenVPN або WireGuard (з ChaCha20) використовують AES для шифрування вашого інтернет-трафіку.</li>
<li><strong>Файли та Диски:</strong> Шифрування диска (BitLocker, FileVault) та архіви (7-Zip, WinRAR) використовують AES.</li>
<li><strong>Месенджери:</strong> Багато додатків з end-to-end шифруванням використовують AES як частину свого криптографічного протоколу.</li>
</ul>
</div>
<script>
// Константи для симулятора
const STEPS = [
"Початковий стан",
"Розширення ключа - генерація ключа раунду 1",
"Розширення ключа - генерація ключа раунду 2",
"Додавання ключа (AddRoundKey) - Раунд 0",
"Заміна байтів (SubBytes) - Раунд 1",
"Перестановка рядків (ShiftRows) - Раунд 1",
"Змішування стовпців (MixColumns) - Раунд 1",
"Додавання ключа раунду 1 (AddRoundKey) - Раунд 1",
"Заміна байтів (SubBytes) - Раунд 2 (Фінальний)",
"Перестановка рядків (ShiftRows) - Раунд 2",
"Додавання ключа раунду 2 (AddRoundKey) - Фінальний",
"Шифрування завершено"
];
// S-блок для заміни байтів
const sBox = {
"0000": "1111", "0001": "0100", "0010": "1101", "0011": "0001",
"0100": "0010", "0101": "1111", "0110": "1011", "0111": "1000",
"1000": "0010", "1001": "1010", "1010": "0110", "1011": "1100",
"1100": "0101", "1101": "1001", "1110": "0000", "1111": "0111"
};
// --- ГЛОБАЛЬНИЙ СТАН ---
let currentStep = 0;
let stateMatrix = [["", ""], ["", ""]];
let originalKey = [["", ""], ["", ""]];
let keyMatrix = [["", ""], ["", ""]];
let roundKeys = [
[["", ""], ["", ""]], // Початковий ключ (Раунд 0)
[["", ""], ["", ""]], // Розширений ключ 1 (Раунд 1)
[["", ""], ["", ""]] // Розширений ключ 2 (Раунд 2)
];
// Нова змінна для історії станів
let history = [];
// ------------------------
// Елементи DOM
const stateCells = {
"00": document.getElementById("cell-00"),
"01": document.getElementById("cell-01"),
"10": document.getElementById("cell-10"),
"11": document.getElementById("cell-11")
};
const keyCells = {
"00": document.getElementById("key-00"),
"01": document.getElementById("key-01"),
"10": document.getElementById("key-10"),
"11": document.getElementById("key-11")
};
const stepIndicator = document.getElementById("step-indicator");
const explanation = document.getElementById("explanation");
const animationArea = document.getElementById("animation-area");
const prevStepBtn = document.getElementById("prev-step");
const nextStepBtn = document.getElementById("next-step");
const resetBtn = document.getElementById("reset-btn");
// --- ФУНКЦІЇ ДЛЯ УПРАВЛІННЯ ІСТОРІЄЮ ---
function saveState() {
// Глибоке копіювання всіх необхідних змінних
const stateCopy = stateMatrix.map(row => row.slice());
const keyCopy = keyMatrix.map(row => row.slice());
const roundKeysCopy = roundKeys.map(keyRound => keyRound.map(row => row.slice()));
history.push({
step: currentStep,
state: stateCopy,
key: keyCopy,
roundKeys: roundKeysCopy
});
}
function restoreState(prevState) {
currentStep = prevState.step;
stateMatrix = prevState.state;
keyMatrix = prevState.key;
roundKeys = prevState.roundKeys;
// updateStep викличе оновлення DOM
updateStep();
}
// --- ЗАГАЛЬНІ ДОПОМІЖНІ ФУНКЦІЇ ---
function generateRandom4Bit() {
return Math.floor(Math.random() * 16).toString(2).padStart(4, '0');
}
function generateRandomMatrix() {
return [
[generateRandom4Bit(), generateRandom4Bit()],
[generateRandom4Bit(), generateRandom4Bit()]
];
}
function updateMatrixDisplay() {
for (let i = 0; i < 2; i++) {
for (let j = 0; j < 2; j++) {
const key = `${i}${j}`;
stateCells[key].textContent = stateMatrix[i][j];
keyCells[key].textContent = keyMatrix[i][j];
stateCells[key].classList.remove('sbox-highlight');
stateCells[key].style.backgroundColor = 'white'; // Скидаємо тимчасове підсвічування
}
}
}
function addBits(a, b) {
let result = "";
for (let i = 0; i < 4; i++) {
result += (parseInt(a[i]) ^ parseInt(b[i])).toString();
}
return result;
}
function subBytes(value) {
return sBox[value];
}
function shiftRows() {
const temp = stateMatrix[1][0];
stateMatrix[1][0] = stateMatrix[1][1];
stateMatrix[1][1] = temp;
}
function RotL(bits, n) {
const val = parseInt(bits, 2);
const n_mod = n % 4;
const shifted = (val << n_mod) | (val >> (4 - n_mod));
const result = shifted & 0b1111;
return result.toString(2).padStart(4, '0');
}
function mixColumns() {
const newState = [[], []];
for (let col = 0; col < 2; col++) {
const s0 = stateMatrix[0][col];
const s1 = stateMatrix[1][col];
// s0' = s0 ⊕ RotL(s1, 1)
const s0_prime = addBits(s0, RotL(s1, 1));
// s1' = s1 ⊕ RotL(s0', 2)
const s1_prime = addBits(s1, RotL(s0_prime, 2));
newState[0][col] = s0_prime;
newState[1][col] = s1_prime;
}
stateMatrix = newState;
}
function expandKey(round) {
const rcon = round === 1 ? "0001" : "0010";
const prevKey = roundKeys[round - 1];
const lastRow = [prevKey[1][0], prevKey[1][1]];
const subLastRow = [subBytes(lastRow[0]), subBytes(lastRow[1])];
const afterRcon = [addBits(subLastRow[0], rcon), subLastRow[1]];
const firstRow = [
addBits(prevKey[0][0], afterRcon[0]),
addBits(prevKey[0][1], afterRcon[1])
];
const secondRow = [
addBits(prevKey[1][0], firstRow[0]),
addBits(prevKey[1][1], firstRow[1])
];
return [firstRow, secondRow];
}
function delay(ms) {
return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}
// --- АНІМАЦІЙНІ ФУНКЦІЇ ---
// Анімація S-Box: Відображає таблицю S-блоку та підсвічує вхідні значення
function animateSBoxTable(matrixName, matrix) {
animationArea.innerHTML = "";
const container = document.createElement("div");
container.style.textAlign = "center";
const title = document.createElement("div");
title.textContent = `Заміна байтів за допомогою S-блоку для ${matrixName}:`;
title.style.marginBottom = "15px";
title.style.fontWeight = "bold";
container.appendChild(title);
const sBoxTable = document.createElement("div");
sBoxTable.style.display = "grid";
sBoxTable.style.gridTemplateColumns = "repeat(4, 1fr)";
sBoxTable.style.gap = "5px";
sBoxTable.style.margin = "0 auto";
sBoxTable.style.maxWidth = "300px";
const inputValues = Object.values(matrix).flat();
for (let i = 0; i < 16; i++) {
const key = i.toString(2).padStart(4, '0');
const value = sBox[key];
const cell = document.createElement("div");
cell.className = "matrix-cell";
cell.style.fontSize = "12px";
cell.style.padding = "5px";
cell.style.width = "unset";
cell.style.height = "unset";
cell.textContent = `${key}→${value}`;
// Підсвічуємо всі S-блоки, які використовуються
if (inputValues.includes(key)) {
cell.classList.add('highlight');
}
sBoxTable.appendChild(cell);
}
container.appendChild(sBoxTable);
animationArea.appendChild(container);
}
// НОВА Анімація SubBytes: Послідовна заміна в основній матриці
async function animateSubBytesSubstitution(oldState, newState) {
nextStepBtn.disabled = true;
prevStepBtn.disabled = true;
const order = [[0, 0], [0, 1], [1, 0], [1, 1]]; // Порядок заміни
const cellElements = [stateCells["00"], stateCells["01"], stateCells["10"], stateCells["11"]];
for (let k = 0; k < 4; k++) {
const i = order[k][0];
const j = order[k][1];
const cell = cellElements[k];
const inputVal = oldState[i][j];
const outputVal = newState[i][j];
// *** ВИПРАВЛЕННЯ БАГУ: Пошук S-Box елемента без :contains() ***
const sBoxCells = document.querySelectorAll('#animation-area .matrix-cell.highlight');
let sBoxCell = null;
sBoxCells.forEach(boxCell => {
// Шукаємо комірку S-блоку, текст якої містить вхідне значення
if (boxCell.textContent.includes(`${inputVal}→`)) {
sBoxCell = boxCell;
}
});
// *************************************************************
// 1. Підсвічуємо вхідне значення в матриці
cell.classList.add('sbox-highlight');
cell.style.backgroundColor = '#e74c3c';
// 2. Додатково підсвічуємо відповідну пару в S-блоці
if (sBoxCell) sBoxCell.classList.add('sbox-highlight');
await delay(500);
// 3. Демонструємо заміну
cell.textContent = `${inputVal} → ${outputVal}`;
await delay(1000);
// 4. Фіксуємо нове значення та знімаємо підсвічування
cell.textContent = outputVal;
cell.classList.remove('sbox-highlight');
if (sBoxCell) sBoxCell.classList.remove('sbox-highlight');
// 5. Вимикаємо загальне підсвічування highlight, яке було увімкнене в animateSBoxTable
if (sBoxCell) sBoxCell.classList.remove('highlight');
await delay(500);
// 6. Очищаємо підсвічування комірки, залишаючи лише фон 'white'
cell.style.backgroundColor = 'white';
}
// Перевіряємо, чи ми не на фінальному кроці, і відновлюємо кнопки
if (currentStep < STEPS.length - 1) nextStepBtn.disabled = false;
if (history.length > 0) prevStepBtn.disabled = false;
}
// --- ОСНОВНА ЛОГІКА КРОКІВ ---
// Функція для виконання наступного кроку
async function nextStep() {
if (currentStep >= STEPS.length - 1 || nextStepBtn.disabled) return;
// 1. Зберігаємо поточний стан ДО виконання операції
saveState();
currentStep++;
// 2. Виконуємо операцію для нового кроку
await updateStep();
}
// Функція для виконання попереднього кроку
function prevStep() {
if (currentStep <= 0 || history.length <= 1) return; // history.length має бути > 1, щоб повернутися назад з крок 1 на крок 0
// 1. Видаляємо поточний стан (який ми хочемо покинути)
history.pop();
// 2. Витягуємо попередній стан з історії
const prevState = history[history.length - 1];
// 3. Відновлюємо всі глобальні змінні
restoreState(prevState);
}
// Функція для оновлення стану на основі поточного кроку
async function updateStep() {
// Оновлюємо індикатор кроку та кнопки
stepIndicator.textContent = `Крок ${currentStep}: ${STEPS[currentStep]}`;
prevStepBtn.disabled = history.length <= 1;
nextStepBtn.disabled = currentStep === STEPS.length - 1;
animationArea.innerHTML = "";
// Тимчасові змінні для нового стану
let newStateMatrix = stateMatrix.map(row => row.slice());
// Виконуємо дії залежно від поточного кроку
switch (currentStep) {
case 0: // Початковий стан
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Початковий стан матриці даних та ключа.</strong></p>
<p>Кожен елемент матриці - це 4-бітне слово (від 0000 до 1111).</p>
<p>Початковий ключ буде використаний для генерування ключів для всіх раундів шифрування.</p>
<p>Наступним кроком буде розширення ключа для генерації ключа першого раунду.</p>
`;
break;
case 1: // Розширення ключа - генерація ключа раунду 1
roundKeys[1] = expandKey(1);
keyMatrix = roundKeys[1];
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Розширення ключа для генерації ключа першого раунду.</strong></p>
<p>Процес включає застосування <strong>S-блоку (нелінійність)</strong>, додавання констант раунду (за допомогою XOR) та операції XOR.</p>
`;
animateKeyExpansion(1);
break;
case 2: // Розширення ключа - генерація ключа раунду 2
roundKeys[2] = expandKey(2);
keyMatrix = roundKeys[0]; // Повертаємо початковий ключ для відображення
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Розширення ключа для генерації ключа другого раунду.</strong></p>
<p>Константа раунду для другого раунду відрізняється (${"0010"} замість ${"0001"}).</p>
`;
animateKeyExpansion(2);
break;
case 3: // Додавання ключа (AddRoundKey)
keyMatrix = roundKeys[0];
for (let i = 0; i < 2; i++) {
for (let j = 0; j < 2; j++) {
stateMatrix[i][j] = addBits(stateMatrix[i][j], keyMatrix[i][j]);
}
}
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Додавання ключа (AddRoundKey).</strong> Виконуємо операцію XOR між матрицею стану та ключем раунду.</p>
`;
// Анімуємо XOR для першого елемента
animateXOR(stateMatrix[0][0], keyMatrix[0][0], stateMatrix[0][0], "Додавання ключа: кожен елемент стану XOR з відповідним елементом ключа");
break;
case 4: // Заміна байтів (SubBytes) - Раунд 1
// Зберігаємо старий стан ДО заміни для коректної анімації
const oldStateCase4 = stateMatrix.map(row => row.slice());
// Обчислюємо новий стан (не комітуємо в stateMatrix поки не завершиться анімація)
for (let i = 0; i < 2; i++) {
for (let j = 0; j < 2; j++) {
newStateMatrix[i][j] = subBytes(oldStateCase4[i][j]);
}
}
animateSBoxTable("матриці стану", oldStateCase4);
// Тут комітуємо зміну в глобальний стан
stateMatrix = newStateMatrix;
// Запускаємо послідовну анімацію в основній матриці
await animateSubBytesSubstitution(oldStateCase4, newStateMatrix);
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Заміна байтів (SubBytes) - Принцип "Плутанини".</strong></p>
<p>Це нелінійна заміна кожного байта за допомогою S-блоку, що додає <strong>плутанину</strong>.</p>
`;
break;
case 5: // Перестановка рядків (ShiftRows)
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Перестановка рядків (ShiftRows) - Принцип "Дифузії".</strong></p>
<p>Другий рядок циклічно зсувається на одну позицію вліво. Це допомагає <strong>розсіяти</strong> вплив байтів по горизонталі.</p>
`;
animateShiftRows();
shiftRows();
break;
case 6: // Змішування стовпців (MixColumns)
// Викликаємо функцію, яка вже оновлює stateMatrix
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Змішування стовпців (MixColumns) - Принцип "Дифузії".</strong></p>
<p>Це <strong>сурогатна операція (RotL + XOR)</strong>, яка є оборотною і демонструє принцип дифузії.</p>
<p><strong>В реальному AES</strong> тут використовується множення на матрицю в <strong>Полі Галуа</strong>.</p>
`;
animateMixColumns();
mixColumns();
break;
case 7: // Додавання ключа раунду 1 (AddRoundKey)
keyMatrix = roundKeys[1];
for (let i = 0; i < 2; i++) {
for (let j = 0; j < 2; j++) {
stateMatrix[i][j] = addBits(stateMatrix[i][j], keyMatrix[i][j]);
}
}
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Додавання ключа раунду 1 (AddRoundKey).</strong> Виконуємо XOR між матрицею стану та ключем першого раунду.</p>
`;
// Анімуємо XOR для першого елемента
animateXOR(stateMatrix[0][0], keyMatrix[0][0], stateMatrix[0][0], "Додавання ключа раунду 1: XOR стану з ключем раунду");
break;
case 8: // Заміна байтів (SubBytes) - Раунд 2
const oldStateCase8 = stateMatrix.map(row => row.slice());
for (let i = 0; i < 2; i++) {
for (let j = 0; j < 2; j++) {
newStateMatrix[i][j] = subBytes(oldStateCase8[i][j]);
}
}
animateSBoxTable("матриці стану", oldStateCase8);
stateMatrix = newStateMatrix;
await animateSubBytesSubstitution(oldStateCase8, newStateMatrix);
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Заміна байтів (SubBytes) - другий раунд.</strong></p>
<p>Повторно виконуємо нелінійну заміну кожного байта.</p>
`;
break;
case 9: // Перестановка рядків (ShiftRows) - другий раунд
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Перестановка рядків (ShiftRows) - другий раунд.</strong></p>
<p>Повторно виконуємо перестановку рядків для кращого перемішування даних.</p>
`;
animateShiftRows();
shiftRows();
break;
case 10: // Додавання ключа раунду 2 (AddRoundKey) - останній раунд
keyMatrix = roundKeys[2];
for (let i = 0; i < 2; i++) {
for (let j = 0; j < 2; j++) {
stateMatrix[i][j] = addBits(stateMatrix[i][j], keyMatrix[i][j]);
}
}
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Додавання ключа раунду 2 (AddRoundKey) - останній раунд.</strong></p>
<p>Фінальна операція XOR. Отримана матриця є зашифрованим текстом.</p>
`;
// Анімуємо XOR для першого елемента
animateXOR(stateMatrix[0][0], keyMatrix[0][0], stateMatrix[0][0], "Додавання ключа раунду 2: XOR стану з ключем раунду");
break;
case 11: // Завершено
explanation.innerHTML = `
<p><strong>Шифрування завершено!</strong></p>
<p>Для дешифрування потрібно виконати обернені операції у <strong>зворотному порядку</strong>.</p>
<p>Кнопка "Попередній крок" тепер дозволяє покроково відтворити цей процес назад.</p>
`;
break;
}
// Оновлюємо відображення матриці, якщо не було асинхронної анімації
if (currentStep !== 4 && currentStep !== 8) {
updateMatrixDisplay();
}
}
// Функція для скидання симулятора
function resetSimulator() {
currentStep = 0;
history = []; // Очищуємо історію
// Генеруємо нові випадкові матриці
stateMatrix = generateRandomMatrix();
originalKey = generateRandomMatrix();
keyMatrix = originalKey;
// Глибоке копіювання початкового ключа
roundKeys[0] = originalKey.map(row => row.slice());
roundKeys[1] = [["0000", "0000"], ["0000", "0000"]];
roundKeys[2] = [["0000", "0000"], ["0000", "0000"]];
updateMatrixDisplay(); // Початкове відображення
updateStep();
saveState(); // Зберігаємо початковий стан (Крок 0)
}
// --- РЕФАКТОРИНГ: animateKeyExpansion та animateXOR для коректної роботи ---
function animateXOR(cell1, cell2, resultCell, description) {
// (Не змінюємо, використовує існуючий DOM)
animationArea.innerHTML = "";
const container = document.createElement("div");
container.style.textAlign = "center";
const desc = document.createElement("div");
desc.textContent = description;
desc.style.marginBottom = "15px";
desc.style.fontWeight = "bold";
container.appendChild(desc);
const value1 = document.createElement("div");
value1.className = "matrix-cell";
value1.textContent = cell1;
value1.style.display = "inline-block";
const plus = document.createElement("div");
plus.className = "arrow";
plus.textContent = "⊕";
plus.style.display = "inline-block";
plus.style.margin = "0 10px";
const value2 = document.createElement("div");
value2.className = "matrix-cell key-cell";
value2.textContent = cell2;
value2.style.display = "inline-block";
const equals = document.createElement("div");
equals.className = "arrow";
equals.textContent = "=";
equals.style.display = "inline-block";
equals.style.margin = "0 10px";
const result = document.createElement("div");
result.className = "matrix-cell";
result.textContent = resultCell;
result.style.display = "inline-block";
result.style.backgroundColor = "#f39c12";
container.appendChild(value1);
container.appendChild(plus);
container.appendChild(value2);
container.appendChild(equals);
container.appendChild(result);
animationArea.appendChild(container);
}
function animateKeyExpansion(round) {
// (Код для анімації розширення ключа)
animationArea.innerHTML = "";
const container = document.createElement("div");
container.style.textAlign = "center";
const title = document.createElement("div");
title.textContent = `Розширення ключа для раунду ${round}:`;
title.style.marginBottom = "15px";
title.style.fontWeight = "bold";
container.appendChild(title);
const prevKey = roundKeys[round - 1];
const rcon = round === 1 ? "0001" : "0010";
const stepsContainer = document.createElement("div");
stepsContainer.className = "key-expansion-steps";
const step1 = document.createElement("div");
step1.className = "expansion-step";
const step1Label = document.createElement("div");
step1Label.className = "step-label";
step1Label.textContent = `Ключ раунду ${round-1}:`;
step1.appendChild(step1Label);
const step1Matrix = document.createElement("div");
step1Matrix.className = "matrix";
step1Matrix.innerHTML = `
<div class="matrix-row">
<div class="matrix-cell key-cell">${prevKey[0][0]}</div>
<div class="matrix-cell key-cell">${prevKey[0][1]}</div>
</div>
<div class="matrix-row">
<div class="matrix-cell key-cell" style="background-color: #f39c12;">${prevKey[1][0]}</div>
<div class="matrix-cell key-cell" style="background-color: #f39c12;">${prevKey[1][1]}</div>
</div>
`;
step1.appendChild(step1Matrix);
stepsContainer.appendChild(step1);
const arrow1 = document.createElement("div");
arrow1.className = "arrow";
arrow1.textContent = "→";
arrow1.style.display = "flex";
arrow1.style.alignItems = "center";
stepsContainer.appendChild(arrow1);
const step3 = document.createElement("div");
step3.className = "expansion-step";
const step3Label = document.createElement("div");
step3Label.className = "step-label";
step3Label.textContent = "Після S-блоку:";
step3.appendChild(step3Label);
const step3Matrix = document.createElement("div");
step3Matrix.className = "matrix";
step3Matrix.innerHTML = `
<div class="matrix-row">
<div class="matrix-cell key-cell" style="background-color: #f39c12;">${subBytes(prevKey[1][0])}</div>
<div class="matrix-cell key-cell" style="background-color: #f39c12;">${subBytes(prevKey[1][1])}</div>
</div>
`;
step3.appendChild(step3Matrix);
stepsContainer.appendChild(step3);
const arrow3 = document.createElement("div");
arrow3.className = "arrow";
arrow3.textContent = "→";
arrow3.style.display = "flex";
arrow3.style.alignItems = "center";
stepsContainer.appendChild(arrow3);
const step4 = document.createElement("div");
step4.className = "expansion-step";
const step4Label = document.createElement("div");
step4Label.className = "step-label";
step4Label.textContent = `Після XOR з rcon (${rcon}):`;
step4.appendChild(step4Label);
const step4Matrix = document.createElement("div");
step4Matrix.className = "matrix";
step4Matrix.innerHTML = `
<div class="matrix-row">
<div class="matrix-cell key-cell" style="background-color: #f39c12;">${addBits(subBytes(prevKey[1][0]), rcon)}</div>
<div class="matrix-cell key-cell" style="background-color: #f39c12;">${subBytes(prevKey[1][1])}</div>
</div>
`;
step4.appendChild(step4Matrix);
stepsContainer.appendChild(step4);
const arrow4 = document.createElement("div");
arrow4.className = "arrow";
arrow4.textContent = "→";
arrow4.style.display = "flex";
arrow4.style.alignItems = "center";
stepsContainer.appendChild(arrow4);
const step5 = document.createElement("div");
step5.className = "expansion-step";
const step5Label = document.createElement("div");
step5Label.className = "step-label";
step5Label.textContent = "Перший рядок (XOR з 1м рядком):";
step5.appendChild(step5Label);
const step5Matrix = document.createElement("div");
step5Matrix.className = "matrix";
step5Matrix.innerHTML = `
<div class="matrix-row">
<div class="matrix-cell key-cell" style="background-color: #f39c12;">${roundKeys[round][0][0]}</div>
<div class="matrix-cell key-cell" style="background-color: #f39c12;">${roundKeys[round][0][1]}</div>
</div>
`;
step5.appendChild(step5Matrix);
stepsContainer.appendChild(step5);
const arrow5 = document.createElement("div");
arrow5.className = "arrow";
arrow5.textContent = "→";
arrow5.style.display = "flex";
arrow5.style.alignItems = "center";
stepsContainer.appendChild(arrow5);