Парольная безопасность и регулярные выражения

Методическая основа для подготовки школьной команды по информационной безопасности на теме «Пароли и регулярные выражения», с упором на олимпиадные задачи (включая маски наподобие SC[a-gA-S][*|!?]OL).

Цели подготовки

• Научить читать и точно интерпретировать формальные маски (в т.ч. «самодельные», отличные от стандартных регулярок).
• Развить навыки перевода нестандартных масок в эквивалентные стандартные регулярные выражения.
• Отработать метод решения задач трех типов:
  1. Проверка соответствия (выбрать верные строки).
  2. Конструирование шаблона (сформировать маску/регекс под политику пароля).
  3. Подсчет количества строк, удовлетворяющих правилам (комбинаторика).
• Связать тему с практиками ИБ: политика паролей, надежность паролей, ошибки пользователей, Unicode-ловушки, различия движков.
• Научить работать с инструментами (regex101 и аналоги) осознанно: понимать, когда результаты «не сходятся» из-за семантики.

Предварительные знания

• Базовая комбинаторика (перемножение мощностей множеств, степени, выбор альтернатив).
• Базовые понятия ИБ о паролях: политика сложности, длина, алфавиты, энтропия (на уровне интуитивного сравнения).
• Уверенность в латинском алфавите vs кириллица и вопросах кодировки (визуальные «двойники» символов).

Модуль 1. Парольная безопасность (контекст ИБ)

• Содержание: цели политик, сила паролей, алфавиты, длина, почему «маски»/регексы в заданиях — модель политики.
• Навыки: распознавание плохих правил (например, «минимум одна заглавная» при общей длине 6 — слабое требование).
• Практика: оценить «силу» нескольких политик и сравнить их.

Модуль 2. Базовый синтаксис регулярок

• Символьные классы […], диапазоны a-z, отрицание [^…], экранирование, якоря ^ и $.
• Группы ( … ) и (?: … ), альтернация |, квантификаторы ?, +, *, {m,n}.
• Различия «внутри [ ]» и «снаружи [ ]» (| и * внутри класса — просто символы).
• Практика: построить регексы под простые политики паролей и тестировать на наборах примеров.

Модуль 3. Квантификаторы и метасимволы. Жадность, классы символов

• Жадные/ленивые квантификаторы, классы [A-Za-z0-9], \d, \w и их подводные камни в разных движках/флагах (ASCII vs Unicode).
• Unicode-нюансы: «похожесть» символов (латинское o vs кириллическое о), нормализация.
• Практика: кейсы с подсадными «двойниками» и различиями движков (PCRE/JS/Python/.NET).

Модуль 4. Диапазоны и альтернативы. Точная интерпретация «самодельных масок»

• Разбор постановок, где звездочка, вертикальная черта и др. переопределены автором (как в олимпиадных задачах).
• Перевод «самодельной маски» в стандартный регекс.
• Практика: целевая маска SC[a-gA-S][*|!?]OL и подобные.

Модуль 5. Комбинаторика на строках и политиках

• Подсчет числа строк, удовлетворяющих правилам (перемножение мощностей, суммирование альтернатив).
• Ограничения длины, алфавита, «хотя бы/ровно/не более» — перевод в регекс и счет.
• Практика: задачи на подсчет числа паролей при заданных политиках.

Модуль 6. Якоря и группы

• больше информации

Модуль 7. Типовые ошибки, тестовые стратегии, time management

• Чек-лист чтения условия, порядок проверки, генерация контрпримеров, мини-автотесты.
• Работа с инструментами: regex101 и «почему он не прав» при нестандартной семантике задания.
• Мини-олимпиада тренировки.