Kezdjük a lényegre: egyszer csak elértem egy olyan felismeréshez (nem volt annyira erős, hogy őszinte legyek), hogy írjak egy programot, amely képet továbbít a kliensről a szerverre. Elég egyszerű, ugye? Nos, egy tapasztalt programozónak így is kellene lennie. A feltételek egyszerűek — nem használhatunk külső könyvtárakat. Alapvetően kicsit összetettebb, de ha figyelembe vesszük, hogy meg kell értenünk és példákat kell keresnünk, nos, az egy ilyen elfoglaltság. Elhatároztam, hogy ez a feladat könnyedén menni fog. Ráadásul jó lenne annyi kódot írni, hogy azt meg lehessen osztani egy fórumon, ha segítségre lenne szükség. Először az FTP-re figyeltem, megjegyzem, az OS, amelyen fejlesztenek, a Windows. Az FTP előnye, hogy nemcsak képet, hanem bármilyen fájlt is át lehet rajta küldeni. Letöltöttem a Filezilla Server-t, megosztottam egy mappát olvasási/írási joggal, és létrehoztam egy felhasználót jelszóval, majd megpróbáltam csatlakozni a Filezilla Client-tel, és minden működött. Készítettem egy egyszerű példát C/C++-ban:
#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");
}Ha jól emlékszem, a localhost-on minden működött, de a hálózaton való átvitel során hiba lépett fel a send sorban. Ami itt kényelmes: a) rövid b) nem szükséges kliens telepítése, hanem a Microsoft beépített FTP eszközét használhatjuk. Bár szerintem ezt a programok és funkciók között kell aktiválni. Ha kideríted, mi a probléma e módszerrel, és kommentben írsz, az remek lenne.
Miután nem találtam választ sok fórumon, ezt a kódot hagytam magamra, és úgy döntöttem, hogy a hálózati interfészekhez a socketeket használom. Már volt tapasztalatom a char tömbök átvitelében egy másik programhoz. Egyébként olvashatsz Tanenbaumnál a Számítógépes hálózatokban, a szállítási rétegről szóló fejezetben. Ott van egy példa kliensre és szerverre, igaz nem a „sok kliens — egy szerver” kapcsolatra, hanem csak „egy kliens — egy szerver”. Mivel az átvitelt az Interneten keresztül bonyolítjuk, az adatokat valahogy titkosítani kell. Erre blokkszínek használhatók - a Feistel-háló. Az előnyös, hogy szerveren több (mint egy) klienst kell létrehozni. Ehhez szálakat fogunk használni, a továbbítandó képet a kliens képernyőjének képernyőképéről fogjuk venni, titkosítani, majd továbbítani a szerverre, ahol dekódolják, és azonnal megjelenítik a képernyőn a *.tga képek megnyitására szolgáló alapértelmezett programmal.
A szerver kódja:
#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();
}Röviden, a végtelen ciklusban minden ügyfélnek folyamatokat hoznak létre, és várják az accept parancsot, amíg az ügyfelek csatlakoznak. Ezt követően a WaitForSingleObject megvárja, amíg mind meg nem osztják az adatokat. Minden ügyfélnek saját socketje és adatátviteli puffere van. Tehát szerveren M+1 socket, ahol M az ügyfelek száma. Az összes átadás befejezése után minden megismétlődik.
Most nézzük az ügyfelet:
#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();
}Itt van az ügyfél munkájának eredménye, a S.tga képernyőkép fájl, titkosítva.
Látható, hogy ez az asztal.
És itt az eredmény, amelyet a szerverre küldtek és dekódoltak, a Screen.tga.
Ahogy látja, a Feistel-hálózat nem alkalmas titkosításra, de kihasználhatók a CBC és CFB módszerek, valószínűleg jobban lesz titkosítva, bár őszintén szólva nem ellenőriztem.
Köszönöm a figyelmet!
Forrás: habr.com
