SecureDataSharing

Веб-застосунок, розроблений для забезпечення безпечного зберігання, шифрування та контрольованого обміну текстовою інформацією та файлами між довіреними користувачами з використанням індивідуальних криптографічних ключів.

📘 Система захищеного зберігання і обміну інформацією між довіреними користувачами

Веб-застосунок, для шифрування збереженої інформації і обміну інформацією між довіреними користувачами.

---

👤 Автор

• ПІБ: Гофнер Олександр
• Група: ФЕІ-43
• Керівник: Франів Володимир, доцент
• Дата виконання: [05.06.2025]

---

📌 Загальна інформація

• Тип проєкту: Веб-застосунок
• Мова програмування: C#
• Фреймворки / Бібліотеки: ASP.NET Core MVC + Razor Pages, Entity Framework Core, SQL Server 2022, ASP.NET Core Identity, AspNetCore.Cryptography, System.Security.Cryptography, Bootstrap5, HTML, CSS, JavaScript, jQuery, SendGrid.

---

🧠 Опис функціоналу

1. 🔐 Безпечна реєстрація та автентифікація:

• Реєстрація з автоматичною генерацією індивідуальної RSA-пари ключів для кожного користувача.
• Захист приватного RSA-ключа паролем користувача (PBKDF2 + AES).
• Вхід в систему з перевіркою пароля.
• Підтримка двофакторної автентифікації (2FA) через додатки-автентифікатори Microsoft Authenticator, Google Authenticator з QR-кодами та кодами відновлення.

2. 🔑 Керування обліковим записом та власними ключами:

• Безпечна зміна пароля з перешифруванням приватного RSA-ключа.
• Відновлення забутого пароля через email (з очищенням старих криптографічних ключів).
• Можливість для користувача згенерувати нову пару RSA-ключів після скидання пароля.
• Повне видалення акаунту користувача з очищенням усіх пов'язаних даних та дозволів.

3. 💾 Захищене зберігання даних (текстів та файлів):

• Створення текстових записів та завантаження файлів.
• Конвертне шифрування: вміст шифрується унікальним симетричним Ключем Шифрування Даних (DEK - AES), а сам DEK шифрується асиметрично публічним RSA-ключем власника.
• Зберігання зашифрованого вмісту (EncryptedContentBytes) та криптографічних даних (InitializationVector, EncryptedDekForOwner) в базі даних SQL Server 2022.
• Обмеження на розмір файлів, що завантажуються до 2 ГБ.

4. 👁️ Доступ та розшифрування даних:

• Власники можуть переглядати або завантажувати свої розшифровані дані після підтвердження паролем.

5. 🤝 Безпечний обмін даними:

• Власник може надавати доступ до своїх даних іншим зареєстрованим користувачам.
• DEK шифрується публічним RSA-ключем отримувача та зберігається у таблиці (DataPermissions).
• Отримувач може переглядати та завантажувати дані, після підтвердження своїм паролем.
• Можливість скасування наданого доступу власником.

6. ✏️ Редагування та Видалення Даних:

• Редагування назви та вміст тексту власником.
• Повторне використання DEK при редагуванні вмісту.
• Видалення даних власником (з видаленням всіх наданих дозволів).

7. 📜 Аудит Дій:

• Логування ключових дій користувачів та подій безпеки в базу даних.

8. 🎨 Інтерфейс Користувача:

• Опис застосунку для користувача на головній сторінці.
• Пошук, сортування, пагінація для списків даних.
• Динамічні елементи: генератор паролів на сторінці реєстрації та відновлення паролю.
• Опис записів: власник запису, розмір файлів, дата створення запису.

---

🧱 Опис основних класів / файлів

Клас / Файл	Призначення
ApplicationUser.cs (Models/)	Зберігає криптографічні ключі користувача
StoredData.cs (Models/)	Збереження тексту/файлів, включаючи зашифрований вміст
DataPermission.cs (Models/)	Зберігання дозволів на обмін даними
AuditLog.cs (Models/)	Записи аудиту
CryptographyService.cs (Services/)	Інкапсулює всю криптографічну логіку (генерація ключів, шифрування, розшифрування, PBKDF2, PEM).
AuditService.cs (Services/)	Записує події аудиту
EmailSender.cs (Services/)	IEmailSender для надсилання email
DataStorageController.cs (Controllers/)	Основний контролер для керування даними
Register.cshtml.cs	Реєстрація користувача, включаючи генерацію RSA-ключів.
ChangePassword.cshtml.cs	Зміна пароля з перешифруванням приватного ключа.
ResetPassword.cshtml.cs	Скидання пароля з очищенням ключів.
ManageEncryptionKeys.cshtml.cs	Генерація нових ключів користувачем.
PersonalData.cshtml.cs	Сторінка персональних даних

---

▶️ Як запустити проєкт "з нуля"

1. Встановлення Необхідного Програмного Забезпечення

• .NET 8 SDK: (Посилання на офіційний сайт)
• Visual Studio 2022 Community Edition разом з Workloads ASP.NET and web development.
• SQL Server 2022 Express Edition. Під час встановлення встановіть ім'я - екземпляра SQLEXPRESS01.
• SQL Server Management Studio (SSMS).

2. Клонування репозиторію

git clone https://github.com/oleksandrhofner/SecureDataSharing
cd SecureDataSharing

3. Налаштування Бази Даних SQL Server 2022

1. Переконайтеся, що ваш екземпляр SQL Server запущено.
2. Запустіть SSMS та підключіться до вашого екземпляра (<pc_name>\SQLEXPRESS01).
3. У SSMS створіть нову порожню базу даних з назвою SecureDataSharingDB.

4. Конфігурація Проєкту

1. Відкрийте файл рішення SecureDataSharing.sln у Visual Studio.
2. Рядок підключення: Відкрийте appsettings.json. Оновіть DefaultConnection у секції ConnectionStrings, щоб він вказував на ваш SQL Server та базу SecureDataSharingDB:

"DefaultConnection": "Server=<pc_name>\\SQLEXPRESS01;Database=SecureDataSharingDB;Trusted_Connection=True;MultipleActiveResultSets=true;Encrypt=false"

3. User Secrets (для API ключів): Якщо використовується реальний EmailSender (наприклад, SendGrid), налаштуйте API ключ через "Manage User Secrets":

{
  "SendGridKey": "SENDGRID_API_KEY"
}

5. Створення Схеми Бази Даних (Міграції EF Core)

1. У Visual Studio відкрийте Package Manager Console.
2. Переконайтеся, що вибрано проєкт SecureDataSharing.
3. Виконайте команду:

Update-Database

---

6. Збірка та Запуск Застосунку

1. У Visual Studio: Build -> Rebuild Solution.
2. Запустіть застосунок (F5 або кнопка "Play").
3. При першому запуску може знадобитися підтвердження, щоб довіряти SSL-сертифікатам розробки.
4. Можна перевіряти весь доступний функціонал системи.

🖱️ Інструкція для користувача

1. Реєстрація та Вхід:

• На головній сторінці натисніть "Register", використайте генератор паролів.
• Після реєстрації увійдіть, використовуючи свій email та пароль.
• Налаштуйте 2FA у профілі для підвищення безпеки.

2. Створення Запису:

• Перейдіть у меню New data.
• Виберіть тип (Text/File), введіть назву, вміст або завантажте файл.
• Введіть пароль для збереження і шифрування.

3. Перегляд або Завантаження:

• У меню My records натисніть кнопку Переглянути (для тексту) або Завантажити (для файлу).
• Введіть пароль для розшифрування.

4. Обмін Даними:

• У списку ваших записів натисніть "Поділитися".
• Виберіть користувача, введіть свій пароль для підтвердження.

5. Керування Акаунтом:

• У профілі можна змінити пароль (старі дані залишаться доступними).
• Скинути забутий пароль (доступ до старих даних втратиться, потрібно генерувати нові ключі).
• Видалити акаунт (всі дані та дозволи будуть видалені).

---

📷 Приклади / скриншоти

• Сторінка реєстрації з генератором паролів.
• Сторінка створення запису.
• Сторінка збережених даних.
• Сторінка деталей запису.
• Сторінка надання доступу.
• Сторінка керування 2FA.
• Сторінка керування ключами шифрування.

---

🧪 Проблеми і рішення

Проблема	Рішення
Помилка підключення до БД при виконанні Update-Database	Перевірити правильність рядка підключення (DefaultConnection) у файлі appsettings.json. Переконатися, що ім'я сервера (наприклад, <pc_name>\SQLEXPRESS01), назва бази даних (SecureDataSharingDB) та параметри автентифікації вказані правильно, і що служба SQL Server запущена.
SqlException або DbUpdateException при реєстрації/вході	Найімовірніше, таблиці не були створені в базі даних. Переконайтеся, що команду Update-Database було успішно виконано в Package Manager Console без помилок. Перевірте наявність таблиць (AspNetUsers, StoredDatas) у вашій базі через SSMS.
CryptographicException: Padding is invalid... при розшифруванні	Означає, що ключ, використаний для розширфування, не збігається з ключем, яким дані були зашифровані. Перевірте, чи правильно ви вводите поточний пароль користувача, та чи ідентичні параметри (особливо кількість ітерацій) у функції PBKDF2 для шифрування та дешифрування.
Помилка OutOfMemoryException при завантаженні великого файлу	Поточна реалізація зчитує весь файл в оперативну пам'ять. Для тестування використовуйте файли меншого розміру до 2 ГБ.
Помилка Unable to find package... при встановленні NuGet пакетів	Перевірити налаштування джерел пакетів у Visual Studio (Tools -> NuGet Package Manager -> Package Manager Settings -> Package Sources). Переконатися, що джерело nuget.org
Користувач відновив пароль і не може створювати зашифровані дані	Після відновлення пароля старі ключі очищаються. Користувач повинен перейти на сторінку керування профілем -> "Ключі шифрування" та згенерувати нову пару ключів, підтвердивши операцію своїм новим паролем.

---

🧾 Використані джерела / література

• Документація Microsoft ASP.NET Core Microsoft
• Документація Entity Framework Core Entity Framework Core
• Документація ASP.NET Core Identity ASP.NET Core Identity
• Документація по System.Security.Cryptography System.Security.Cryptography

---