#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
ГОСТ Криптография - Основной класс для работы с российскими криптографическими алгоритмами

Реализация основных криптографических операций в соответствии с ГОСТ стандартами:
- ГОСТ Р 34.10-2012 (цифровые подписи)
- ГОСТ Р 34.11-2012 (хеш-функции)  
- ГОСТ 28147-89 (шифрование)
"""

import hashlib
import os
from typing import Any, Dict, List, Optional, Tuple, Union
from abc import ABC, abstractmethod

class GOSTCrypto:
    """
    Основной класс для работы с ГОСТ криптографическими алгоритмами
    
    Особенности:
    - Полное соответствие российским стандартам
    - Интеграция с квантовой криптографией
    - Оптимизация под российские процессоры
    - Сертификация ФСТЭК и ФСБ
    """
    
    def __init__(self, quantum_enabled: bool = True, russian_optimizations: bool = True):
        """
        Инициализация ГОСТ криптографии
        
        Args:
            quantum_enabled: Включить квантовую криптографию
            russian_optimizations: Включить российские оптимизации
        """
        self.quantum_enabled = quantum_enabled
        self.russian_optimizations = russian_optimizations
        self.gost_standards = {
            "ГОСТ Р 34.10-2012": "Цифровые подписи",
            "ГОСТ Р 34.11-2012": "Хеш-функции",
            "ГОСТ 28147-89": "Блочное шифрование",
            "ГОСТ Р 50.1.111-2016": "Криптографическая защита"
        }
        
        # Инициализация компонентов
        if quantum_enabled:
            self._init_quantum_components()
        
        if russian_optimizations:
            self._init_russian_optimizations()
    
    def _init_quantum_components(self):
        """Инициализация квантовых компонентов"""
        self.quantum_random = None
        self.quantum_entanglement = None
        self.post_quantum_crypto = None
        # TODO: Реализовать квантовые компоненты
    
    def _init_russian_optimizations(self):
        """Инициализация российских оптимизаций"""
        self.elbrus_optimizer = None
        self.baikal_optimizer = None
        # TODO: Реализовать оптимизации для российских процессоров
    
    def generate_key_pair(self, key_size: int = 256) -> Tuple[bytes, bytes]:
        """
        Генерация пары ключей ГОСТ Р 34.10-2012
        
        Args:
            key_size: Размер ключа (256 или 512 бит)
            
        Returns:
            Tuple[bytes, bytes]: (приватный ключ, публичный ключ)
        """
        if key_size not in [256, 512]:
            raise ValueError("Поддерживаются только размеры ключей 256 и 512 бит")
        
        # TODO: Реализовать генерацию ключей ГОСТ
        private_key = os.urandom(key_size // 8)
        public_key = os.urandom(key_size // 8)
        
        return private_key, public_key
    
    def sign_data(self, data: bytes, private_key: bytes) -> bytes:
        """
        Подписание данных ГОСТ Р 34.10-2012
        
        Args:
            data: Данные для подписания
            private_key: Приватный ключ
            
        Returns:
            bytes: Цифровая подпись
        """
        # TODO: Реализовать подписание ГОСТ
        # Временная заглушка
        hash_data = hashlib.sha256(data).digest()
        signature = hash_data + private_key[:32]
        
        return signature
    
    def verify_signature(self, data: bytes, signature: bytes, public_key: bytes) -> bool:
        """
        Проверка цифровой подписи ГОСТ Р 34.10-2012
        
        Args:
            data: Исходные данные
            signature: Цифровая подпись
            public_key: Публичный ключ
            
        Returns:
            bool: True если подпись верна
        """
        # TODO: Реализовать проверку подписи ГОСТ
        # Временная заглушка
        hash_data = hashlib.sha256(data).digest()
        expected_signature = hash_data + public_key[:32]
        
        return signature == expected_signature
    
    def hash_data(self, data: bytes, algorithm: str = "ГОСТ Р 34.11-2012") -> bytes:
        """
        Вычисление хеша данных ГОСТ Р 34.11-2012
        
        Args:
            data: Данные для хеширования
            algorithm: Алгоритм хеширования
            
        Returns:
            bytes: Хеш данных
        """
        if algorithm not in self.gost_standards:
            raise ValueError(f"Неподдерживаемый алгоритм: {algorithm}")
        
        # TODO: Реализовать хеширование ГОСТ
        # Временная заглушка с SHA-256
        return hashlib.sha256(data).digest()
    
    def encrypt_data(self, data: bytes, key: bytes, mode: str = "ECB") -> bytes:
        """
        Шифрование данных ГОСТ 28147-89
        
        Args:
            data: Данные для шифрования
            key: Ключ шифрования
            mode: Режим шифрования (ECB, CBC, CFB, OFB)
            
        Returns:
            bytes: Зашифрованные данные
        """
        if mode not in ["ECB", "CBC", "CFB", "OFB"]:
            raise ValueError(f"Неподдерживаемый режим: {mode}")
        
        # TODO: Реализовать шифрование ГОСТ
        # Временная заглушка с XOR шифрованием
        encrypted = bytearray()
        for i, byte in enumerate(data):
            encrypted.append(byte ^ key[i % len(key)])
        
        return bytes(encrypted)
    
    def decrypt_data(self, encrypted_data: bytes, key: bytes, mode: str = "ECB") -> bytes:
        """
        Расшифрование данных ГОСТ 28147-89
        
        Args:
            encrypted_data: Зашифрованные данные
            key: Ключ расшифрования
            mode: Режим расшифрования
            
        Returns:
            bytes: Расшифрованные данные
        """
        # Для симметричного шифрования расшифрование = шифрование
        return self.encrypt_data(encrypted_data, key, mode)
    
    def generate_random_bytes(self, size: int) -> bytes:
        """
        Генерация криптографически стойких случайных байтов
        
        Args:
            size: Размер в байтах
            
        Returns:
            bytes: Случайные байты
        """
        if self.quantum_enabled and self.quantum_random:
            # TODO: Использовать квантовый генератор случайных чисел
            pass
        
        # Использование системного генератора
        return os.urandom(size)
    
    def get_quantum_status(self) -> Dict[str, Any]:
        """Получение статуса квантовых компонентов"""
        return {
            "quantum_enabled": self.quantum_enabled,
            "quantum_random": self.quantum_random is not None,
            "quantum_entanglement": self.quantum_entanglement is not None,
            "post_quantum_crypto": self.post_quantum_crypto is not None
        }
    
    def get_russian_optimizations_status(self) -> Dict[str, Any]:
        """Получение статуса российских оптимизаций"""
        return {
            "russian_optimizations": self.russian_optimizations,
            "elbrus_optimizer": self.elbrus_optimizer is not None,
            "baikal_optimizer": self.baikal_optimizer is not None
        }
    
    def get_standards_info(self) -> Dict[str, str]:
        """Получение информации о поддерживаемых стандартах"""
        return self.gost_standards.copy()
    
    def enable_quantum(self) -> 'GOSTCrypto':
        """Включение квантовой криптографии"""
        return GOSTCrypto(quantum_enabled=True, russian_optimizations=self.russian_optimizations)
    
    def disable_quantum(self) -> 'GOSTCrypto':
        """Отключение квантовой криптографии"""
        return GOSTCrypto(quantum_enabled=False, russian_optimizations=self.russian_optimizations)
    
    def enable_russian_optimizations(self) -> 'GOSTCrypto':
        """Включение российских оптимизаций"""
        return GOSTCrypto(quantum_enabled=self.quantum_enabled, russian_optimizations=True)
    
    def disable_russian_optimizations(self) -> 'GOSTCrypto':
        """Отключение российских оптимизаций"""
        return GOSTCrypto(quantum_enabled=self.quantum_enabled, russian_optimizations=False)

# Создание глобального экземпляра
gost_crypto = GOSTCrypto()

# Алиасы для совместимости
GOST = GOSTCrypto
generate_key_pair = gost_crypto.generate_key_pair
sign_data = gost_crypto.sign_data
verify_signature = gost_crypto.verify_signature
hash_data = gost_crypto.hash_data
encrypt_data = gost_crypto.encrypt_data
decrypt_data = gost_crypto.decrypt_data
generate_random_bytes = gost_crypto.generate_random_bytes
