Alustan otse, ühel päeval oli mul ilmselge arusaam (noh, mitte hirmus tugev, ausalt öeldes) ja tuli idee kirjutada programm, mis edastab pildi kliendilt serverisse. Üsna lihtne, eks? Noh, kogenud programmeerija jaoks ongi. Tingimused on lihtsad — mitte kasutada kolmanda osapoole raamatukogusid. Tõeliselt keerulisem on see, aga kui arvestada, et tuleks uurida ja otsida näiteid, noh, see on omaette tegevus. Otsustasin, et see ülesanne on mulle jõukohane. Lisaks on soovitav, et koodi oleks piisavalt, et seda saaks foorumis postitada, juhul kui on abi vaja. Kõigepealt suunas mu pilk FTP-le, kusjuures operatsioonisüsteem, millega töötan, on Windows. FTP eeliseks on see, et läbi selle saab edastada mitte ainult pilti, vaid ka mis tahes faili. Laadisin alla Filezilla Serveri, jagasin ühe katalooge lugemiseks/kirjutamiseks ja lõin kasutaja parooliga, proovisin ühenduda Filezilla Clientiga ja kõik töötas. Loon lihtsa näite C/C++ koodist:
#include <iostream>
void main()
{
FILE* fs;
fopen_s(&fs, "1.txt", "w");
if (fs)
{
fwrite("userrnpasswordrnsend D:\share\1.txtrnbye", 1, sizeof("userrnpasswordrnsend D:\share\1.txtrnbye"), fs);
fwrite(" 00", 1, sizeof(" 00"), fs);
fclose(fs);
}
system("ftp -s:1.txt 127.0.0.1");
}Kui mälu ei petta, siis localhostis kõik töötas, aga edastades üle võrgu tekkis viga send funktsioonis. Mis siin mugav on a) lühike b) ei ole vaja installida klienti, vaid kasutada Microsofti sisseehitatud FTP tööriista. Kuigi arvan, et see tuleb aktiveerida programmide ja komponentide kaudu. Kui sa mõistad, kus selle meetodi probleem on, siis oleks hea, kui kirjutaksid kommentaaridesse.
Otsides vastust paljusid foorumeid, jätsin selle koodi ja otsustasin kasutada soketite võrguliidest. Mul oli juba kogemus char massi edastamisel teise programmi jaoks. Üksikasjalikult saate lugeda Tanenbaumi raamatust "Arvutivõrgud", transporditasandi peatükist. Seal on näide kliendist ja serverist, kuigi mitte "palju kliente — üks server", vaid ainult "üks klient — üks server". Kuna edastus toimub Internetis, peab andmed kuidagi krüpteerima. Selleks kasutatakse plokkšifreerimist — Feistel võrgustikku. Pluss, et serveris tuleb teha mitu (rohkelt kui üks) klienti. Selleks kasutame lõime, pildi edastamiseks võetakse ekraanipilt kliendilt, krüpteeritakse ja edastatakse serverisse, kus see dekodeeritakse ja koheselt kuvatakse ekraanile kasutades vaikimisi programmi *.tga piltide avamiseks.
Serveri kood:
#include <iostream>
#include <WinSock.h>
#pragma comment (lib,"WS2_32.lib")
#include <fstream>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <iterator>
#include <vector>
void error(const char* msg)
{
//perror(msg);
std::cout<<'n'<<WSAGetLastError();
WSACleanup();
std::cin.ignore();
exit(1);
}
void bzero(char*buf, int l)
{
for (int i = 0; i < l; i++)
buf[i] = ' ';
}
struct arg_s
{
unsigned char* buffer2;
bool exit;
};
char** buffer;
struct arg_sa
{
struct arg_s* lalk;
int current;
};
#define type struct arg_sa
int sockfd, * newsockfd;//слушающий и массив клиентских сокетов
int buflen2 = 10292000;//максимальный размер изображения в байтах для RGBA*Width*Height
struct sockaddr_in *cli_addr;
int* clilen;
int currentclient,cc;//сс-клиент по счету(для записи инкремента имени файла клиента изображения)
typedef unsigned long long uint64_t;
typedef unsigned int uint32_t;
#define N 8//размер блока
#define F32 0xFFFFFFFF
uint32_t RK[N];//раундовые ключи
#define size64 sizeof(uint64_t)
#define ROR(x,n,xsize)((x>>n)|(x<<(xsize-n)))
#define ROL(x,n,xsize)((x<<n)|(x>>(xsize-n)))
#define RKEY(r)((ROR(K,r*3,size64*8))&F32)
const uint64_t K = 0x96EA704CFB1CF671;//ключ шифрования
struct hostent* server;
uint32_t F(uint32_t subblk, uint32_t key)
{
return subblk + key;//функция шифрования
}
void createRoundKeys()
{
for (int i = 0; i < N; i++)
RK[i] = (ROR(K, i * 8, size64 * 8)) & F32;
}
uint64_t decrypt(uint64_t c_block)//расшифровка блоков сетью фейстеля
{
//select subblocks
uint32_t left = (c_block >> 32) & F32;
uint32_t right = c_block & F32;
uint32_t left_, right_;//subblock in the end of round
for (int r = N - 1; r >= 0; r--)
{
uint32_t fk = F(left, RK[r]);
left_ = left;
right_ = right ^ fk;
if (r > 0)//swap places to next round
{
left = right_;
right = left_;
}
else //last round not swap
{
left = left_;
right = right_;
}
}
//collect subblock in block
uint64_t block = left;
block = (block << 32) | (right & F32);
return block;
}
void session_(LPVOID args)//функция потока ля каждого клиента
{
int current = currentclient++;
bzero((char*)&(cli_addr[current]), sizeof(&(cli_addr[current])));
newsockfd[current] = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&(cli_addr[current]), &(clilen[current]));
if (newsockfd[current] < 0)
{
error("Error on acceptn");
}
char* s = new char[100];
int n = recv(newsockfd[current], s, 100, 0);
int buflen2 = atoi(s);//получаем число байтов изображения
FILE* f;
std::string name = "Screen";
cc++;
_itoa_s(cc, s, 100, 10);
name += s;
name += ".tga";
fopen_s(&f,name.c_str(), "wb");//создаем файл изображения с увеличиваещимся на 1 именем, чтобы не перезаписать
if (f != NULL)
{
unsigned char tgaHeader[12] = { 0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
unsigned char header[6];
n = recv(newsockfd[current], buffer[current], sizeof(tgaHeader), 0);
fwrite((unsigned char*)buffer[current], 1, sizeof(tgaHeader), f);
bzero(buffer[current], buflen2);
n = recv(newsockfd[current], buffer[current],sizeof(header), 0);
fwrite((unsigned char*)buffer[current], 1, sizeof(header), f);//записали хидеры
bzero(buffer[current], buflen2);
n = recv(newsockfd[current], buffer[current], buflen2, 0);//получили байты самого изображения
//
//расшифровка байтов
createRoundKeys();
unsigned long long id;
std::vector<uint64_t>* plaintext = new std::vector<uint64_t>();
int i = 0;
while (i<buflen2)
{
memcpy(&id, (buffer[current]) + i, N);
plaintext->push_back(decrypt(id));
i += 8;
}
std::cout << "i=" << i << std::endl;
i = 0;
char str_[N + 1];
memset(str_, 0, N);
str_[N] = ' ';
for (std::vector<uint64_t>::iterator it = plaintext->begin(); it != plaintext->end(); ++it)
{
memcpy(str_, &*it, N);
fwrite((unsigned char*)str_, sizeof(unsigned char), N/*strlen(str_)*/, f);
i += 8;
}
std::cout << "i=" << i << std::endl;
//конец рашифровки байтов
//fwrite((unsigned char*)buffer[current], sizeof(char), buflen2, f);
fclose(f);
}
system(name.c_str());//открываем изображение *.tga встроенным редактором
}
int main()
{
cc = 0;
WSADATA ws = { 0 };
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &ws) == 0)
{
currentclient = 0;
int maxclients = 2;//максимальное число клиентов
cli_addr = new struct sockaddr_in[maxclients];
clilen = new int[maxclients];
buffer = new char* [maxclients];
for (int i = 0; i < maxclients; i++)
{
clilen[i] = sizeof(cli_addr[i]);
}
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//tcp сокет
if (sockfd < 0)
error("ERROR opening socket");
struct sockaddr_in serv_addr;
bzero((char*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
int port = 30000;//порт
serv_addr.sin_port = htons(port);
if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0)
error("ERROR on binding");
if (listen(sockfd, 10) < 0)
error("ERROR listen");
HANDLE* thread;//массив потоков для каждого клиента отдельный
struct arg_sa* args;
while (true)
{
newsockfd = new int[maxclients];
thread = (HANDLE*)malloc(sizeof(HANDLE) * maxclients);
args = new struct arg_sa[maxclients];
for (int i = 0; i < maxclients; i++)
{
args[i].lalk = new struct arg_s();
buffer[i] = new char[buflen2];
}
int i = -1;
while (++i < maxclients)
{
Sleep(1);
args[i].current = i;
args[i].lalk->exit = false;
thread[i] = CreateThread(0, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)(session_), args, 0, 0);
}
for (int i = 0; i < maxclients; i++)
WaitForSingleObject(thread[i], INFINITE);//ждем завершения всех потоков
i = -1;
while (++i < maxclients)
{
shutdown(newsockfd[i], 0);
TerminateThread(thread[i], 0);
}
//delete[] newsockfd;
//free(thread);
currentclient = 0;
for (int i = 0; i < maxclients; i++)
{
//delete args[i].lalk;
//delete[] args[i].lalk->buffer;
}
//delete[] args;
}
shutdown(sockfd, 0);
WSACleanup();
return 0;
}
std::cin.ignore();
}Lühidalt öeldes luuakse igaveses tsüklis iga kliendi jaoks vood ning oodatakse, kuni kliendid ühinevad. Pärast seda WaitForSingleObject ootab, kuni kõik edastavad. Igal kliendil on oma soket ja oma edastusbuffer. See tähendab, et serveris M+1 sokket, kus M on klientide arv. Pärast kõigi edastuste lõpetamist kordub kõik.
Nüüd vaatame klienti:
#include <iostream>
#include <WinSock.h>
#include <vector>
#pragma comment (lib,"WS2_32.lib")
void error(const char* msg)
{
//perror(msg);
std::cout << 'n' << WSAGetLastError();
WSACleanup();
std::cin.ignore();
exit(1);
}
void bzero(char* buf, int l)
{
for (int i = 0; i < l; i++)
buf[i] = ' ';
}
typedef unsigned long long uint64_t;
typedef unsigned int uint32_t;
#define N 8
#define F32 0xFFFFFFFF
uint32_t RK[N];//раундовые ключи
#define size64 sizeof(uint64_t)
#define ROR(x,n,xsize)((x>>n)|(x<<(xsize-n)))
#define ROL(x,n,xsize)((x<<n)|(x>>(xsize-n)))
#define RKEY(r)((ROR(K,r*3,size64*8))&F32)
const uint64_t K = 0x96EA704CFB1CF671;//ключ шифрования
void createRoundKeys()
{
for (int i = 0; i < N; i++)
RK[i] = (ROR(K, i * 8, size64 * 8)) & F32;
}
uint32_t F(uint32_t subblk, uint32_t key)
{
return subblk + key;//функция шифрования
}
uint64_t encrypt(uint64_t block)//зашифровка блоков сетью Фейстеля
{
//select subblocks
uint32_t left = (block >> 32) & F32;
uint32_t right = block & F32;
uint32_t left_, right_;//subblock in the end of round
for (int r = 0; r < N; r++)
{
uint32_t fk = F(left, RK[r]);
left_ = left;
right_ = right ^ fk;
if (r < N - 1)//swap places to next round
{
left = right_;
right = left_;
}
else//last round not swap
{
left = left_;
right = right_;
}
}
//collect subblock in block
uint64_t c_block = left;
c_block = (c_block << 32) | (right & F32);
return c_block;
}
int main()
{
keybd_event(VK_LWIN, 0, 0, 0);
keybd_event('M', 0, 0, 0);
keybd_event('M', 0, KEYEVENTF_KEYUP, 0);
keybd_event(VK_LWIN, 0, KEYEVENTF_KEYUP, 0);//эти строки сворачивают все приложения
Sleep(1000);//чтобы сделать скриншот рабочего стола
WSADATA ws = { 0 };
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &ws) == 0)
{
int sockfd;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
struct sockaddr_in serv_addr, cli_addr;
bzero((char*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
bzero((char*)&cli_addr, sizeof(cli_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
const char* add = "127.0.0.1";//адрес сервера
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(add);
int port = 30000;//порт
serv_addr.sin_port = htons(port);
int servlen = sizeof(serv_addr);
int n = connect(sockfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, servlen);
//ниже код делает скриншот
HDC ScreenDC = GetDC(0);
HDC MemoryDC = CreateCompatibleDC(ScreenDC);
int ScreenHeight = GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN);
int ScreenWidth = GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN);
ScreenWidth = ((ScreenWidth - 1) / 4 + 1) * 4;
BITMAPINFO BMI;
BMI.bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
BMI.bmiHeader.biWidth = ScreenWidth;
BMI.bmiHeader.biHeight = ScreenHeight;
BMI.bmiHeader.biSizeImage = ScreenWidth * ScreenHeight * 3;
BMI.bmiHeader.biCompression = BI_RGB;
BMI.bmiHeader.biBitCount = 24;
BMI.bmiHeader.biPlanes = 1;
DWORD ScreenshotSize;
ScreenshotSize = BMI.bmiHeader.biSizeImage;
unsigned char* ImageBuffer;
HBITMAP hBitmap = CreateDIBSection(ScreenDC, &BMI, DIB_RGB_COLORS, (void**)&ImageBuffer, 0, 0);
SelectObject(MemoryDC, hBitmap);
BitBlt(MemoryDC, 0, 0, ScreenWidth, ScreenHeight, ScreenDC, 0, 0, SRCCOPY);
DeleteDC(MemoryDC);
ReleaseDC(NULL, ScreenDC);
FILE* sFile = 0;
unsigned char tgaHeader[12] = { 0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
unsigned char header[6];
unsigned char tempColors = 0;
fopen_s(&sFile, "S.tga", "wb");
if (!sFile) {
exit(1);
}
header[0] = ScreenWidth % 256;
header[1] = ScreenWidth / 256;
header[2] = ScreenHeight % 256;
header[3] = ScreenHeight / 256;
header[4] = BMI.bmiHeader.biBitCount;
header[5] = 0;
fwrite(tgaHeader, 1, sizeof(tgaHeader), sFile);
fwrite(header, sizeof(header), 1, sFile);
//конец записали изображение в файл
//шифруем блоками полезную нагрузку изображения кроме хидеров
createRoundKeys();
std::vector<uint64_t>* msg = new std::vector<uint64_t>(),*crpt = new std::vector<uint64_t>();
unsigned long long id;
int i = 0;
while (i < BMI.bmiHeader.biSizeImage)
{
memcpy(&id, (ImageBuffer + i), N);
msg->push_back(id);
i += 8;
}
std::cout << "i=" << i << std::endl;
uint64_t cipher;
i = 0;
char str_[N + 1];
memset(str_, 0, N);
str_[N] = ' ';
for (std::vector<uint64_t>::iterator it = msg->begin(); it != msg->end(); ++it)
{
cipher = encrypt(*it);
memcpy(str_, &cipher, N);
fwrite((unsigned char*)str_, sizeof(unsigned char), N, sFile);
i += 8;
}
std::cout << "i=" << i << std::endl;
//
//fwrite(ImageBuffer, BMI.bmiHeader.biSizeImage, 1, sFile);
std::cout << BMI.bmiHeader.biSizeImage << std::endl;
fclose(sFile);
DeleteObject(hBitmap);
FILE* f;
fopen_s(&f, "S.tga", "rb");
int count = 0;
if (f != NULL)
{
while (getc(f) != EOF)
count++;//считаем байты изображения в счетчик чтобы потом передать
fclose(f);
}
count -= 18;
std::cout << count<< std::endl;
char* s = new char[100];
_itoa_s(count, s, 100, 10);
n = send(sockfd, s, 100, 0);//передаем счетчик
char* buffer = new char[count];
fopen_s(&f, "S.tga", "rb");
size_t bytes;
if (f != NULL)
{
memcpy(buffer, tgaHeader, sizeof(tgaHeader));
n = send(sockfd, buffer, sizeof(tgaHeader), 0);
bzero(buffer, count);
memcpy(buffer, header, sizeof(header));
n = send(sockfd, buffer, sizeof(header), 0);
bzero(buffer, count);//передаем хидеры
for(int i=0;i<18;i++)
fgetc(f);
bzero(buffer, count);
bytes = fread(buffer, sizeof(unsigned char), count, f);
n = send(sockfd,buffer, count, 0);//передаем шифрованные байты изображения
fclose(f);
}
Sleep(1000);
shutdown(sockfd, 0);
WSACleanup();
//system("del S.tga");
delete[] buffer,s;
return 0;
}
//std::cin.ignore();
}Siin on kliendi töö tulemus, fail skrinshot S.tga, krüpteeritud.
On näha, et see on töölaua ekraan.
Ja siin on tulemus, mis edastati serverisse ja dekrüpteeriti, Screen.tga.
Kuidas näha, tavaline Feistel võrk ei sobi krüpteerimiseks, kuid saab kasutada CBC ja CFB meetodeid; tõenäoliselt on krüpteerimine parem, ausalt öeldes ma ei kontrollinud.
Aitäh tähelepanu eest!
Allikas: habr.com
