substitution_cipher.py

#!/usr/bin/env python3
"""
Cifrado de sustitución estilo AES (solo confusión/ofuscación).
Autor: Denisse Aguilar (ejemplo para maestría en Criptografía)
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Descripción:
- Genera una S-box (sustitución 1 a 1 de bytes) derivada de una clave.
- Cifra y descifra texto usando solo sustitución (sin difusión).
- Basado en la idea del paso SubBytes del AES.
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Uso (en terminal o Hugging Face):
>>> from substitution_cipher import encrypt, decrypt
>>> texto_cifrado = encrypt("Hola mundo", "miClave")
>>> decrypt(texto_cifrado, "miClave")
"""

import hashlib
import base64
import random

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# 🔐 Generación de S-box e inversa
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def generate_sbox_from_key(key: str):
    """
    Genera una tabla de sustitución (S-box) de 256 valores únicos basada en la clave.
    """
    # Deriva una semilla numérica de la clave usando SHA-256
    key_hash = hashlib.sha256(key.encode("utf-8")).digest()
    seed = int.from_bytes(key_hash, "big")
    
    # Usa PRNG determinista (semilla derivada)
    rng = random.Random(seed)
    
    sbox = list(range(256))
    rng.shuffle(sbox)  # Permutación aleatoria 0..255
    inv_sbox = [0] * 256
    for i, v in enumerate(sbox):
        inv_sbox[v] = i
    return sbox, inv_sbox

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# 🔁 Funciones de cifrado y descifrado
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def encrypt(plaintext: str, password: str) -> str:
    """
    Cifra un texto (string) usando sustitución de bytes.
    Devuelve el resultado en base64.
    """
    sbox, _ = generate_sbox_from_key(password)
    data = plaintext.encode("utf-8")
    encrypted_bytes = bytes([sbox[b] for b in data])
    return base64.b64encode(encrypted_bytes).decode("utf-8")

def decrypt(ciphertext_b64: str, password: str) -> str:
    """
    Descifra un texto cifrado en base64 usando la misma clave.
    """
    _, inv_sbox = generate_sbox_from_key(password)
    encrypted_bytes = base64.b64decode(ciphertext_b64)
    decrypted_bytes = bytes([inv_sbox[b] for b in encrypted_bytes])
    return decrypted_bytes.decode("utf-8", errors="ignore")

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# 🧪 Ejemplo de uso
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if __name__ == "__main__":
    import argparse
    parser = argparse.ArgumentParser(description="Cifrado por sustitución (solo confusión).")
    parser.add_argument("mode", choices=["encrypt", "decrypt"], help="Modo: encrypt o decrypt")
    parser.add_argument("text", help="Texto a cifrar o descifrar")
    parser.add_argument("--key", required=True, help="Clave secreta")
    args = parser.parse_args()

    if args.mode == "encrypt":
        print(encrypt(args.text, args.key))
    else:
        print(decrypt(args.text, args.key))