Розробка месенджеру з динамічним шифруванням повідомлень

Abstract

Метою кваліфікаційної роботи є розробка архітектури й програмного забезпечення для безпечного обміну миттєвими повідомленнями з використанням технології динамічного шифрування на основі протоколів X3DH і Double Ratchet. У роботі виконано аналіз існуючих систем миттєвих повідомлень із акцентом на криптографічні засоби захисту: наскрізне шифрування в

WhatsApp, Signal, Telegram та інших. Розглянуто переваги й недоліки клієнт- серверної та peer-to-peer архітектур, а також методи захисту від атак «людина

посередині». Для реалізації обрано стек технологій: React+Electron для фронтенду, Node.js/Express (альтернатива — NestJS) на бекенді, PostgreSQL для зберігання метаданих та Redis із disk-persistence як чергу зашифрованих пакетів. Алгоритмічне забезпечення динамічного шифрування включає: а) ініціалізацію сесії через X3DH із генерацією root key та chain key; б) протокол Double Ratchet із симетричним і асиметричним оновленням ключів, що гарантує пряму й зворотну секретність; в) автоматичну ротацію довгострокових ключів за обсягом переданого трафіку і кількістю повідомлень. Розроблено функціональний прототип месенджера з кольоровими індикаторами безпеки, що демонструють стан ключів у чаті. Проведено модульне, інтеграційне та навантажувальне тестування при 500 одночасних користувачах, а також симуляції MITM-атак для перевірки стійкості шифрування.