RSA

import random
import math


def miller_rabin(n, t=100):             # src: https://pypi.org/project/nprime/#description
    """
    A probabilistic algorithm which determines
    whether a given number (n > 1) is prime or not.
    The miller_rabin tests is repeated t times to get more accurate results.

    Returns a boolean: True if n passes the tests

    """
    if n == 2:
        prime = True  # To normalize and make the algorythm works with 2
    else:
        prime = False  # All other even number will output false

    # Step 1: Have n-1 = 2^s * m (with m odd, and s number of twos factored)
    d = n - 1
    s = 0
    while d % 2 == 0:
        d //= 2  # d equals to quotient of d divided 2
        s += 1  # s > 1 when n is odd

    for _ in range(0, t):
        #  Step 2: test (a^d)^2^r = 1 mod n for all r
        a = random.randrange(1, n)
        for _ in range(0, s):
            x = pow(a, d * pow(2, s), n)
            if x == 1 or x == -1:
                prime = True  # Should be true for all a
            else:
                return False  # When not true, it's not prime for sure

    return prime  # /!\ Probable prime


def inverso_algoritmo_di_euclide_esteso(a, b):
    x0, x1, y0, y1 = 1, 0, 0, 1
    while b:                            # Ovvero while b != 0
        q, a, b = a // b, b, a % b
        x0, x1 = x1, x0 - x1 * q
        y0, y1 = y1, y0 - y1 * q
        return x0                       # Inverso di a in Z_b


def p_and_q():
    # Creazione di p e q
    p = random.randint(10**100, 10**101)
    if p % 2 == 0:
        p += 1
    while not miller_rabin(p):
        p += 2
    q = random.randint(10**100, 10**101)
    if q % 2 == 0:
        q += 1
    while not miller_rabin(q):
        q += 2
    return p, q


def password1():
    # Interfaccia per la scelta della password
    password = input("------------------------------------------------------------------------------------\n"
                     "--------------------------------- SCELTA PASSWORD ----------------------------------\n"
                     "------------------------------------------------------------------------------------\n"
                     "Inserisci una password contenente:\n"
                     "- Almeno 10 caratteri\n"
                     "- Almeno una lettera maiuscola\n"
                     "- Almeno una cifra\n"
                     "- Nessun carattere speciale (es.: simboli o lettere accentate/di alfabeti stranieri)\n"
                     "------------------------------------------------------------------------------------\n"
                     "---------------- Assicurati di essere al riparo da occhi indiscreti ----------------\n"
                     "------------------------------------------------------------------------------------\n"
                     "                                        ")
    return str(password)


def password2():
    # Scelta password in caso di password errata
    password = input("Inserisci una password valida: ")
    return password


def password_control(password):
    # Controllo della password
    special_chars = 0
    upper = 0
    digit = 0
    control = 0
    while control < 4:
        # Fa reinserire la password nel caso abbia meno di 10 caratteri
        if len(password) < 10:
            print("La tua password deve contenere almeno 10 caratteri")
            control = 0
            digit = 0
            upper = 0
            special_chars = 0
            password = password2()
            continue
        else:
            control += 1
        # Fa reinserire la password nel caso contenga caratteri speciali
        for i in range(len(password)):
            if 90 < ord(password[i]) < 65:
                special_chars += 1
        if special_chars > 0:
            print("La tua password non deve contenere nessun carattere speciale")
            control = 0
            digit = 0
            upper = 0
            special_chars = 0
            password = password2()
            continue
        else:
            control += 1
        # Fa reinserire la password nel caso non contenga lettere maiuscole
        for i in range(len(password)):
            if password[i].isupper():
                control += 1
            else:
                upper += 1
        if upper == len(password):
            print("La tua password deve contenere almeno una lettera maiuscola")
            control = 0
            digit = 0
            upper = 0
            password = password2()
            continue
        # Fa reinserire la password nel caso non contenga cifre
        for i in range(len(password)):
            if password[i].isdigit():
                control += 1
            else:
                digit += 1
        if digit == 0:
            print("La tua password deve contenere almeno una cifra")
            control = 0
            digit = 0
            upper = 0
            special_chars = 0
            password = password2()
            continue
    final_password = password
    print("------------------------------------------------------------------------------------\n"
          "----------------------------------Password accettata!-------------------------------\n"
          "------------------------------------------------------------------------------------")
    return str(final_password)


def user_interface():
    # Interfaccia iniziale
    ui = ("-------------------------------------------------------\n"
          "----------- Digita il numero corrispondente -----------\n"
          "-------------------------------------------------------\n"
          "(1) Registrati (se sei nuovo utente)\n"
          "(2) Accedi alle chiavi pubbliche\n"
          "(3) Accedi alla tua chiave privata (password e nome utente richiesti)\n"
          "-------------------------------------------------------\n"
          "                        ")
    inp = int(input(ui))
    return inp


def exit():
    # Interfaccia a fine programma
    exit = int(input("---------------------------------------\n"
                     "--- DIgita il numero corrispondente ---\n"
                     "---------------------------------------\n"
                     "              Vuoi uscire?\n"
                     "               (1) Sì\n"
                     "               (2) No\n"
                     "---------------------------------------\n"
                     "                    "))
    return exit


def main():
    exitrequest = 2
    while exitrequest == 2:
        # Apre i file di testo contenenti i dati registrati
        p = open("passwords", "a+")
        u = open("usernames", "a+")
        n = open("names", "a+")
        inp = user_interface()
        # Nel caso che l'utente voglia registrarsi:
        if inp == 1:
            # Inserimento nome dell'utente
            name = input("Benvenuto, per prima cosa digita il tuo nome: ")
            # Nel caso che il nome inserito sia già registrato
            n_equal = 1
            while n_equal == 1:
                n_equal = 0
                n.seek(0)
                for line in n:
                    if line.rstrip() == name:
                        name = input("Esiste già un utente con questo nome, se sei già registrato accedi, altrimenti aggiungi la prima lettera del cognome: ")
                        n_equal = 1
            # Inserimento nome utente dell'utente
            username = input("Scegli ora un nome utente: ")
            # Nel caso che il nome utente inserito sia già registrato
            u_equal = 1
            while u_equal == 1:
                u_equal = 0
                u.seek(0)
                for line in u:
                    if line.rstrip() == username:
                        username = input("Esiste già un utente con questo nome utente, scegline un altro: ")
                        u_equal = 1
            # Inserimento e controllo password
            password = password1()
            passwordf = password_control(password)
            # Scrittura di nome, nome utente e password nei file di testo
            n.write(name + "\n")
            u.write(username + "\n")
            p.write(passwordf + "\n")
            # Chiusura file di testo
            n.close()
            u.close()
            p.close()
            # --!-- RSA --!---
            nfile = open("n", "a+")
            dfile = open("d", "a+")
            efile = open("e", "a+")
            p, q = p_and_q()
            print(p)
            print(q)
            n = p * q
            print(n)
            phi_p = p - 1
            phi_q = q - 1
            phi_n = phi_p * phi_q
            # Scelta di e
            e = random.randint(1, phi_n)
            while not math.gcd(e, phi_n) == 1:
                e = random.randint(1, phi_n)
                if e % 2 == 0:
                    e += 1
                while not miller_rabin(e):
                    e += 2
            print(e)
            # Scelta di d
            d = str(inverso_algoritmo_di_euclide_esteso(e, phi_n))
            print(d)
            nfile.write(str(n) + "\n")
            dfile.write(str(d) + "\n")
            efile.write(str(e) + "\n")
            nfile.close()
            dfile.close()
            efile.close()
        if inp == 2:
            search = input("Di chi vuoi la chiave pubblica? Inserisci il nome, prestando attenzione alla maiuscola: ")
            nfile =  open("n", "a+")
            efile = open("e", "a+")
            names = open("names", "a+")
            nlist = list(nfile.read().splitlines())
            elist = list(efile.read().splitlines())
            nameslist = list(names.read().splitlines())
            nfile.seek(0)
            efile.seek(0)
            names.seek(0)
            error = 0
            for i in range(len(nameslist)):
                if nameslist[i] == search:
                    print("La chiave pubblica di %s è (n, e) = (%s, %s)" % (nameslist[i], nlist[i], elist[i]))
                    error -= 1
                error += 1
            if error != len(nameslist):
                print("%s non esiste nella lista di utenti registrati" % search)
        if inp == 3:
            username = input("Inserisci il tuo nome utente: ")
            password = input("Inserisci la tua password:")
            nfile = open("n", "a+")
            dfile = open("d", "a+")
            usernames = open("usernames", "a+")
            passwords = open("passwords", "a+")
            nlist = list(nfile.read().splitlines())
            dlist = list(dfile.read().splitlines())
            usernameslist = list(usernames.read().splitlines())
            passwordslist = list(passwords.read().splitlines())
            nfile.seek(0)
            dfile.seek(0)
            usernames.seek(0)
            passwords.seek(0)
            for i in range(len(usernameslist)):
                if usernameslist[i] == username:
                    if password == passwordslist[i]:
                        print("La tua chiave privata è (n, d) = (%s, %s)" % (nlist[i], dlist[i]))
                else:
                    print("Mi spiace ma la password e l'username non coincidono, riprova")

        exitrequest = exit()


main()