Проектирование системы для генерации сильных ключей шифрования изображений

В данной главе описывается проектирование системы генерации сильных ключей шифрования изображений. Приводятся диаграммы прецедентов, последовательности, проектируются диаграммы классов. Производится выбор и описание инструментариев, используемых для разработки Системы.

Данная система будет реализована в качестве клиент-серверного приложения. Использование клиент-серверной архитектуры позволит нарастить вычислительные мощности на стороне сервера, не меняя при этом реализацию клиента. Предлагается вынести всю логику на сторону сервера, чтобы минимизировать нагрузку на приложение клиента. Таким образом, система будет реализована на базе клиент-серверной архитектуры с использованием тонкого клиента. В качестве тонкого клиента будет выступать браузер.

На изображении ниже (рис. 3.1) представлена диаграмма прецедентов для данной Системы.

Рисунок 3.1. Диаграмма прецедентов разрабатываемой Системы.

На данной диаграмме представлены основные прецеденты разрабатываемой Системы. Для зашифровки изображения, пользователь должен указать длину ключа шифрования. Для дешифрования необходимо дополнительно указать параметры работы генетического алгоритма. Для генерации сильного ключа алгоритма также необходимо указать параметры работы генетического алгоритма, с помощью которого будет производиться генерация ключа шифрования.

После разработки диаграммы прецедентов были построены диаграммы последовательности для основных действий в Системе. На изображении ниже (рис. 3.2) представлена диаграмма последовательности для запуска процесса шифрования изображения:

Поскольку шифрование изображения достаточно быстрый процесс, поэтому данная функция будет выполняться в основном потоке запроса к серверу. Клиент отправляет запрос с указанием изображения и параметров шифрования. Сервер производит шифрование сообщения с помощью указанных параметров, после чего отправляет результат клиенту. Клиент отображает зашифрованное сервером изображение.

На изображении ниже (см. рис. 3.3) представлена диаграмма последовательности для запуска процесса дешифрования изображения. Поскольку это продолжительный процесс, данная функция должна быть асинхронной. После отправления запроса на дешифровку изображения, сервер запускает дешифрование указанного изображения с заданными параметрами в отдельном потоке и закрывает текущее соединение. При достижении определенного этапа в расшифровке сервер отправляет уведомление клиенту с указанием текущих результатов расшифровки. Когда дешифрование изображения завершено, сервер уведомляет клиент об окончании дешифрования.

Рисунок 3.3. Диаграмма последовательности для запуска процесса дешифрования изображения.

На изображении ниже (рис. 3.4) представлена диаграмма классов для реализации генетического алгоритма. Выделяются интерфейсы GeneticSolver, Population Phenotype. Для каждого интерфейса приводится реализация: ImageDecryptionGeneticSolver, ImagePopulation, ImagePhenotype. Кроме того, представлен интерфейс EpochCompletedListener для уведомления клиента о завершении эпохи генетического алгоритма и класс GaParams, содержащий в себе параметры работы генетического алгоритма.