Blockchain simple vs hmac

blockchain_simple_vs_hmac.py

import hashlib
import hmac
import time

# Configuración
N_BLOQUES = 10000000
MENSAJE_BASE = "Data_Block_"

# --- 1. GENERACIÓN DE LAS CADENAS ---

def crear_blockchain_simple(n):
    cadena = []
    hash_ant = "0" * 64
    for i in range(n):
        msg = f"{MENSAJE_BASE}{i}{hash_ant}".encode()
        h = hashlib.sha256(msg).hexdigest()
        cadena.append({'data': f"{MENSAJE_BASE}{i}", 'hash': h, 'prev': hash_ant})
        hash_ant = h
    return cadena

def crear_blockchain_hmac(n):
    cadena = []
    # Usamos un valor inicial como "llave génesis"
    llave_ant = "genesis_key".encode()
    for i in range(n):
        msg = f"{MENSAJE_BASE}{i}".encode()
        # El hash anterior es la LLAVE del actual
        h = hmac.new(llave_ant, msg, hashlib.sha256).hexdigest()
        cadena.append({'data': f"{MENSAJE_BASE}{i}", 'hash': h, 'prev_key': llave_ant.hex()})
        llave_ant = h.encode() 
    return cadena

# --- 2. FUNCIONES DE VERIFICACIÓN (PRUEBAS DE INTEGRIDAD) ---

def verificar_sha(cadena):
    for i in range(1, len(cadena)):
        # Re-calculamos: Hash(Data actual + Hash anterior)
        check = hashlib.sha256(f"{cadena[i]['data']}{cadena[i-1]['hash']}".encode()).hexdigest()
        if check != cadena[i]['hash']:
            return False, i
    return True, None

def verificar_hmac(cadena):
    for i in range(1, len(cadena)):
        # Re-calculamos: HMAC(Llave=Hash anterior, Mensaje=Data actual)
        llave = cadena[i-1]['hash'].encode()
        msg = cadena[i]['data'].encode()
        check = hmac.new(llave, msg, hashlib.sha256).hexdigest()
        if check != cadena[i]['hash']:
            return False, i
    return True, None

# --- 3. EJECUCIÓN DEL EXPERIMENTO ---

# --- 3.1 EJECUCIÓN Y COMPARATIVA ---

# Crear cadenas
# Test SHA-256
start = time.time()
c_sha = crear_blockchain_simple(N_BLOQUES)
time_sha = time.time() - start
# Test HMAC
start = time.time()
c_hmac = crear_blockchain_hmac(N_BLOQUES)
time_hmac = time.time() - start

print(f"\n--- RESULTADOS PARA {N_BLOQUES} BLOQUES ---")
print(f"SHA-256 Simple: {time_sha:.6f} seg | Peso Hash: {len(c_sha[0]['hash'])} chars (Hex)")
print(f"HMAC en Cadena: {time_hmac:.6f} seg | Peso Hash: {len(c_hmac[0]['hash'])} chars (Hex)")
print(f"Diferencia de tiempo: {((time_hmac/time_sha)-1)*100:.2f}% más lento el HMAC")

print(f"\n--- PRUEBA DE INTEGRIDAD INICIAL ---")
print(f"Integridad SHA-256: {verificar_sha(c_sha)[0]}")
print(f"Integridad HMAC:    {verificar_hmac(c_hmac)[0]}")

# --- EL ATAQUE (MODIFICACIÓN DE DATOS) ---
# Cambiamos un dato a mitad de la cadena (bloque 50/55)
print(f"\n[!] Alterando datos en el bloque 50/55...")
c_sha[50]['data'] = "Dato_Corrupto"
c_hmac[55]['data'] = "Dato_Corrupto"

# Volver a verificar
res_sha, pos_sha = verificar_sha(c_sha)
res_hmac, pos_hmac = verificar_hmac(c_hmac)

print(f"\n--- RESULTADOS POST-ATAQUE ---")
print(f"¿SHA-256 sigue siendo válido?: {res_sha} (Detectado fallo en bloque {pos_sha})")
print(f"¿HMAC sigue siendo válido?:   {res_hmac} (Detectado fallo en bloque {pos_hmac})")

# --- RESULTADOS PARA 10000000 BLOQUES ---
# SHA-256 Simple: 21.632728 seg | Peso Hash: 64 chars (Hex)
# HMAC en Cadena: 51.909865 seg | Peso Hash: 64 chars (Hex)
# Diferencia de tiempo: 139.96% más lento el HMAC

# --- PRUEBA DE INTEGRIDAD INICIAL ---
# Integridad SHA-256: True
# Integridad HMAC:    True

# [!] Alterando datos en el bloque 50/55...

# --- RESULTADOS POST-ATAQUE ---
# ¿SHA-256 sigue siendo válido?: False (Detectado fallo en bloque 50)
# ¿HMAC sigue siendo válido?:   False (Detectado fallo en bloque 55)