Zadanie 1 - Systém pre spracovanie sieťových hrozieb

PEVŠ DSA 2026 - Semestrálny projekt 1

Prihlásenie na zadanie

Zadanie je distribuované aj odovzdané pomocou platformy GitHub, modulu Classroom. Pre prihlásenie sa na vypracovanie zadania sa prihláste svojim účtom na platformu GitHub a následne kliknite na tento odkaz:

https://classroom.github.com/a/jaOvUKuH

Po potvrdení sa vám vytvorí súkromný repozitár s nastaveným projektom a so znením zadania v súbore README.md (znenie zadanie sa nachádza aj nižšie ⬇). Pozorne si zadanie prečítajte pre začatím vypracovania.

Vypracujte zadanie samostatne a podľa svojich najlepších schopností a vedomostí. Implementáciu môžte priebežne pushovať do repozitára až do uplynutia termínu, ktorý je uvedený v zadaní a bude oznámený aj v MS Teams.

Pri každej aktualizácii kódu GitHub repozitáry je spustená GitHub automatizácia, ktorá overí, či váš kód je skompilovateľný a spustiteľný a testovateľný podľa krítérií zadania.

V prípade otázok, problémov alebo akejkoľvek potreby konzultácií môžte kontaktovať cvičiaceho na MS Teams alebo emailom.

PEVŠ DSA 2026 - Semestrálny projekt 1

🛡️ SENTINEL – Systém pre spracovanie sieťových hrozieb

Cieľom zadania je implementovať jednoduchú konzolovú aplikáciu (tzv. CLI - command line interface) pre zachytenie a vyriešenie sieťových incidentov.

Program umožní používateľovi zaznamenať incident na počítačovej sieťi a následne získať informácie o incidente, ktorý je na rade na vyriešenie. Program udržiava zoznam zariadení v počítačovej sieti. Incident sa vždy odohrá voči nejakému zariadeniu v sieti.

Program má pracovať s triedami a kontajnermi/kolekciami pre udržiavanie objektov (zariadení a incidentov). Program má pracovať s dvoma rôznymi kolekciami – fronta a mapa. V mape program ukladá známe zariadenia a vo fronte ukladá incidenty, ktoré sa majú vyriešiť. Aby bolo možné pokračovať práci pri opakovanom spustení, zariadenia a incidenty sú ukladané do súborov.

Program po skompilovaní je spustení z konzoly/terminálu s tzv. pomenovaným argumentami (options), napríklad:

./sentinel --help

Zoznam zariadení

Program udržiava zoznam zariadení v počítačovej sieti. Program umožňuje pridať a vypísať zariadenie. Zariadenie uchováva nasledovné informácie:

• IP adresa
• Názov zariadenia
• Počet incidentov

Zariadenia sú ukladané do kolekcie typu map, kde kľúč je IP adresa zariadenia a hodnota je objekt typu Zariadenie (alebo príslušnej triedy reprezentujúc zariadenie). So záznamami má program pracovať pomocou vstupných argumentov. Program ukladá záznamy do súboru zariadenia.txt, aby boli dostupné pri ďalšom spustení programu.

Práca so zariadeniami

Program umožňuje používateľovi pridať nové zariadenie a vypísať existujúce zariadenia, ktoré program pozná.

O ktorú funkcionalitu programu ide je vyjadrené prvým argumentov, tzv. príkazom, programu:

• new - Pridanie nového zariadenia.
• list - Vypísanie zoznamu zariadení.

Za príkazom programu nasledujú argumenty, ktoré sú určené pre daný príkaz. Spustenie programu by teda mohlo vyzerať nasledovne:

./sentinel list

Počet incidentov v rámci zariadenia sa zvyšuje o jedna vždy keď je na jeho IP adresu vytvorený incident.

Vytvorenie zariadenia

Program umožňuje používateľovi vytvoriť nové zariadenie pomocou príkazu new s nasledujúcimi argumentami:

Program môže by teda zavolaný napríklad:

• ./sentinel new --name iPhone --ip 192.168.1.10
• ./sentinel new --name PC --ip 192.168.1.11
• ./sentinel new --name Server --ip 10.10.25.30

Nie je možné vytvoriť 2 zariadenia s rovnakou IP adresou. IP adresa musí byť unikátna v rámci celého programu.

Program musí používateľovi komunikovať výsledok vytvorenia zariadenia a informovať ho o chybných argumentoch, či iných chybách. Program nové zariadenie musí uložiť do súboru pre zariadenia.

Vypísanie zariadení

Program umožňuje používateľovi vypísať aktuálne uložené zariadenia pomocou príkazu list. Program pre každé zariadenie vypíše v čitateľnej podobe všetky údaje o danom zariadení, kde jednotlivé zariadenia sú viditeľne od seba oddelené.

Program môže byť teda zavolaný pre výpis nasledovne: ./sentinel list.

Fronta incidentov

Program spracováva incidenty, ktoré sú ukladané vo fronte. Program o každom incidente eviduje:

• IP adresu zariadenia
• Časová pečiatka incidentu
• Typ incidentu

Incident vzniká zapísaním do fronty a používateľ má možnosť zobraziť a vyriešiť incident, ktorý je podľa kolekcie na rade. Vyriešením incidentu sa incident odstráni z fronty a ako objekt v programe zaniká. Program pracuje s frontou pomocou vstupných argumentov. Program ukladá aktuálny stav fronty do súboru incidenty.txt, aby bola dostupná pri ďalšom spustení programu.

Práca so frontom incidentov

Program umožňuje používateľovi pracovať s frontou incidentov pomocou príkazov:

• add - Pridanie nového incidentu do fronty.
• fix - Vyriešenie incidentu, ktorý je na rade.
• count - Zobrazenie počtu incidentov v fronte.

Za príkazom programu nasledujú argumenty, ktoré sú určené pre daný príkaz. Spustenie programu by teda mohlo vyzerať nasledovne:

./sentinel fix

Pridanie incidentu do fronty

Program umožňuje pridanie nového incidentu do fronty pomocou príkazu add s nasledovnými argumentami:

Typ incidentu môže byť jedna z nasledujúcich hodnôt:

• ddos - Distributed Denial of Service
• sql_injection - SQL Injection
• xss - Cross-Site Scripting
• brute_force - Brute Force Attack
• broken_auth - Broken Authentication
• unknown - Neznámy typ incidentu

V prípade nezadania typu incidentu, bude použitý predvolený typ unknown.

Program môže by teda zavolaný napríklad:

• ./sentinel add --ip 192.168.1.10 --type ddos
• ./sentinel add --ip 192.168.1.11 --type sql_injection
• ./sentinel add --ip 10.10.25.30

Incident je možné vytvoriť len na známu IP adresu, t.j. len na zariadenie, ktoré je už známe programu.

Pri vytvorení incidentu je do neho uložená časová pečiatka (počet sekúnd od 1.1.1970, viac info: https://docs.vultr.com/cpp/standard-library/ctime/time) kedy incident vznikol a počítadlo incidentov pre dané zariadenie sa zvýši o 1.

Program musí používateľovi komunikovať výsledok zaznamenania incidentu a informovať ho o chybných argumentoch, či iných chybách. Program nový incident musí uložiť do súboru pre incidenty.

Spracovanie incidentu

Program umožňuje používateľovi vyriešiť incident, ktorý je podľa fronty aktuálne na rade pre vyriešenie, pomocou príkazu fix.

Program vypíše všetky informácie o incidente a o zariadení, na ktorom daný incident vznikol. Program následne vypíše otázku pre vstup od používateľa či incident bol vyriešený. Program čaká na vstup od používateľa, ktorý musí byť jeden z nasledujúcich možností:

• Y - Ak incident bol vyriešený.
• N - Ak incident ešte nie je vyriešený.

Ak používateľ zadá ako vstup Y tak incident je odstránený z fronty. Ak používateľ zadá vstup N, program nič nevykoná. Ak používateľ zadá neplatný vstup je o tom informovaný a otázka s požiadavkov o vstup je vypísaná znovu. Po zadaní vstupu program uloží aktuálny stav fronty incidentov do súboru a skončí.

Ak vo fronte nie sú žiadne incidenty, program vypíše túto skutočnosť používateľovi a skončí.

Program môže byť teda zavolaný nasledovne: ./sentinel fix.

Počet incidentov v fronte

Program pri zadaní príkazu count vypíše počet incidentov v fronte. Ak je fronta prázdna, vypíše jednoducho číslo 0.

Program môže byť teda zavolaný nasledovne: ./sentinel count.

Implementácia

V rámci implementácie môžete použiť všetky štandardné funkcie a knižnice jazyka C++, v štandarde C++17. Kód musí byť skompilovateľný základnou inštaláciou programu G++, takže pozor na Windows/Mac špecifické kompilátory.

Funkcionalitu programu rozdeľte do niekoľkých funkcií a tried, ktoré následne použijete v programe.

Program implementujte v jednom súbore main.cpp, ktorý musí byť umiestnený v priečinku src v tomto repozitáry. Ak je zdrojový súbor umiestnený na inom mieste, alebo bude nazvaný iným menom, nebude braný pri kompilácii do úvahy, a teda ani pri hodnotení.

Pri spracovaní vstupov sa môžete inšpirovať článkom Práca s argumentami programu v jazyku C na stránke predmetu ZAPR, alebo inými technikami uvedených na internete, napr.:

• https://www.geeksforgeeks.org/cpp/command-line-arguments-in-cpp/
• https://leimao.github.io/blog/Argument-Parser-Getopt-C/

Pri implementácii si môžete vypomáhať s AI nástrojmi, pre inšpiráciu, diskusiu riešenia problémov, či testovanie avšak je prísne zakázané priame generovanie kódu vypracovania zadania, či kopírovanie väčších častí kódu z AI či internetu . Táto práca je ukážkou vašich schopností a vedomostí programovania nie definovania promptu do AI.

Implementácia kolekcií (mapa, fronta)

V rámci implementácie zadania je povinné vypracovať vlastnú implementáciu jednej z použitých kolekcií, t.j. mapu alebo frontu. Druhú kolekciu môžte použiť zo štandartných STL C++ knižníc (<map> a <queue>).

V rámci vlastnej implementácie môžte použiť iné STL knižnice, napr. <vector> alebo <list>, ktoré nie sú priamo daná kolekcia, ktorú implementujete. Vami implementovaná kolekcia musí spĺňať funkcionalitu kolekcie tak ako je formálne definovaná:

• mapa - Kolekcia párov kľúč-hodnota, kde kľúč musí byť unikátny v rámci kolekcie. Operácie nad kolekciou sú uskutočnené pomocou map kľúča.
• fronta - Kolekcia prvkov, kde prvý pridaný prvok je prvý vybraný (FIFO).

Súbor zariadení a incidentov

Pre opakované použitie definovaných zariadení a pre uchovanie fronty incidentov pracuje program s dvoma súbormi:

• zariadenia.txt
• incidenty.txt

Oba súbory musia byť textové a uložené údaje musia byť voľne čitateľné aj mimo programu. Vnútorný formát súborov nie je definovaný, takže pokojne zvoľte taký, s ktorými sa vám bude dobre pracovať.

Oba súbory sú vždy načítané pri spustení programu. Ak súbory neexistujú, program ich vytvorí prázdne.

Pre prácu so súborom sa môžte inšpirovať článkami:

• https://www.programiz.com/cpp-programming/file-handling
• https://www.geeksforgeeks.org/cpp/file-handling-c-classes/
• https://www.w3schools.com/cpp/cpp_files.asp

Kompilácia

Pre testovanie je možné kód skompilovať príkazom:

g++ -std=c++17 -o bin/sentinel -Wall -Wextra src/main.cpp

Kompilátor vytvorí spustený program v priečinku bin v repozitáry.

Git

Zdrojový kód tohto projektu je manažovaný verziovacím systémom Git. Pomocou Gitu je toto vypracovanie zadania aj odovzdané. Pre oboznámenie práce s Gitom si prečítajte tento článok Git pre začiatočníkov alebo akýkoľvek iný tutoriál na internete.

Pre kontrolu kompilácie je v repozitáry nastavená automatizácia cez GitHub Actions pipeline. Pipeline sa spustí automaticky pri aktualizácii kódu vo vetve main (napr. git push). GitHub zdrojový súbor src/main.cpp skompiluje pomocou poslednej verzie kompilátora G++ pre štandard jazyka C++17. Pipeline následne pokračuje jednoduchým testom spustenia programu. Spustenie je testované a zaznamenané pomocou programu tui-test a na konci pipeline je vypísaný výsledok takého testu. Pipeline vždy testuje posledný commit vo vetve main a testuje program s argumentom --help. Pre správnu kontrolu programu musí nápoveda/pomocný text programu obsah slovo “Help”. Pipeline je možné spustiť ľubovoľný počet krát. Spustenie pipeline je možné vidieť v záložke Actions vo vašom repozitáry zadania.

Hodnotenie

Zadanie je ohodnotené 20 bodmi. Odovzdaný program musí byť skompilovateľný kompilátorom G++ a spustiteľný, inak je hodnotený 0 bodmi. Pri hodnotení vypracovania zadania sa kontroluje originalita odovzdaného vypracovania medzi všetkými študentmi a zároveň aj voči AI nástrojom (kód vygenerovaný pomocou ChatGPT, Gemini a Claude Sonnet a pod.). Vypracovanie so zhodou vyššou ako 70% sú hodnotené 0 bodmi. Hodnotený je iba kód ku poslednému commitu vo vetve main, ktorý bol urobený do termínu odovzdania.

Vypracovanie bude podrobené automatizovaným testom, ktoré budú spúšťať program s definovanými argumentami a kontrolovať obsah výstupu programu. Je teda veľmi dôležité dodržať špecifikáciu argumentov, ako aj formát výstupu programu pre používateľa. Výsledky automatizovaných testov budú zverejnené do tohto repozitára do vetvy feedback. V prípade chyby v testoch, budú testy spustené znovu a nový výsledkom zverejnený. Po uplynutí termínu odovzdania zadania budú definície testov zverejnené a ak v nim nájdete chybu prosím nahláste ju sem ako nové GitHub issue.

Vypracovanie bude hodnotené aj ručne. Pri hodnotení vypracovania sa bude prihliadať na:

• práca s premennými
• definovanie control flow programu
• definovanie vlastných funkcií a ich použitie
• definovanie tried a práca s nimi
• spracovanie argumentov
• implementácia a využitie kontajnerov/kolekcií
• komunikácia chybového stavu programu používateľovi
• štruktúrovane kódu
• dodržanie špecifikácie zadania

Odovzdanie

Po prihlásení sa na zadanie 1 cez GitHub Classroom vám je automaticky vytvorená kópia repozitára, ktorý bude nastavený ako privátny pre vás na vypracovanie (t.j. máte povolený commit a push do repozitára). Skontrolujte si, či sa váš repozitár nachádza pod skupinou Interes-Group, inak vyučujúci nemajú prístup ku vášmu repozitáru a zadanie sa nepovažuje za odovzdané. Ak sa vám repozitár nevytvorí ihneď kontaktuje vyučujúceho na MS Teams alebo na univerzitnom emaily. Je prísne zakázané dávať prístup k vášmu repozitáru inému študentovi, alebo osobe, ktorá nie je vyučujúci. V repozitáry by sa mali vytvoriť dve vetvy main a feedback a vytvorí sa tzv. pull request z vetvy main do vetvy feedback. Váš kód pushujte (t.j. git push) do vetvy main. Hodnotenie vypracovania, ako aj komentár ku kódu, uvidíte v danom pull requeste. Ak sa vám vetva feedback alebo pull request nevytvorí ihneď kontaktuje vyučujúceho na MS Teams alebo na univerzitnom emaily.

V repozitáry upravujte iba súbory pod priečinkom src. Ostatné súbory je zakázané upravovať, predovšetkým súbory pre kompiláciu, súbory obsahujúce GitHub pipeline (.github) a súbory obsahujúce automatizované testy (priečinok test). Pri zmene týchto súborov môže byť vypracovanie ohodnotené 0 bodmi.

Vypracovanie zadania priebežne commitujte (git commit)/pushujte (git push) do repozitára vytvoreného GitHubom pre toto zadanie. Váš kód commitujte/pushujte do vetvy main. Hodnotený bude posledný commit/push do termínu odovzdania vypracovania. Vypracovanie je nutné odovzdať/commitnúť/pushnúť do repozitára do 29.03.2026 23:59. Neodovzdanie je hodnotené 0 bodmi.

V prípade otázok, alebo technických problémov môžete kontaktovať vyučujúcich na MS Teams alebo na univerzitnom emaily.

Automatizované testovanie

Tento repozitár obsahuje aj nastavenie pre automatizované testovanie pomocou nástroje tui-test. Tento program je založený na jazyku Typescript a je spúšťaný pomocou Node.js. Všetky testy a nastavenia sú uchované v priečinku test a prísne zakázané ich prípadnú zmenu pushnúť do repozitára na odovzdanie. Pre tých, ktorý ovládajú tento jazyk a sú schopný si rozšíriť test suite o vlastné testy pokojne môžu, len ich nikde nezdieľajte a nepushujte do repozitára na GitHube na odovzdanie.

Návod pre nastavenie a spustenie testov

Prerekvizity:

• Nainštalovaný Node.js (verzia 20 alebo vyššia)
• Nainštalovaný npm (Node Package Manager)
• Skompilovaný program sentinel v priečinku bin/

Postup:

1. Skompilujte program (ak ste to ešte neurobili):

mkdir -p bin
g++ -std=c++17 -o bin/sentinel -Wall -Wextra src/main.cpp

2. Prejdite do priečinka test:

cd test

3. Nainštalujte závislosti:

npm install

4. Spustite testy:

npm test

Alternatívne spustenie:

Môžete použiť priamo nástroj tui-test:

cd test
npx @microsoft/tui-test

Čo testy kontrolujú:

Testy používajú nástroj tui-test od Microsoftu, ktorý:

• Spúšťa váš program s rôznymi argumentami
• Zachytáva výstup programu v termináli
• Porovnáva výstup s očakávanými výsledkami (uložené v __snapshots__)
• Overuje formát výstupu a správnosť výpočtov