უძველესი ყავარჯენი ძველ ყავარჯენზე

დავიწყებ უპრობლემოდ, ერთხელ მე მქონდა გამოცხადება (კარგად რომ ვთქვა, არც ისე ძლიერი) და გაჩნდა იდეა დამებეჭდა პროგრამა, რომელიც სურათს კლიენტიდან სერვერზე გადასცემს. საკმარისად მარტივი არა? კარგი, გამოცდილი პროგრამისტისთვის ეს ასე იქნება. პირობები მარტივია - არ გამოიყენოთ მესამე მხარის ბიბლიოთეკები. პრინციპში, ეს ცოტა უფრო რთულია, მაგრამ იმის გათვალისწინებით, რომ თქვენ უნდა გაერკვნენ და მოძებნოთ მაგალითები, კარგი, ასეთი ოკუპაცია. გადავწყვიტე, რომ ეს ამოცანა ჩემზე იყო. გარდა ამისა, სასურველია იყოს საკმარისი კოდი, რათა ის გამოქვეყნდეს ფორუმზე დახმარების საჭიროების შემთხვევაში. უპირველეს ყოვლისა, ჩემი თვალი დაეცა FTP-ზე, სხვათა შორის, OS-ზე, რომელშიც მუშავდება Windows. FTP-ის უპირატესობა ის არის, რომ მისი საშუალებით შეგიძლიათ გადაიტანოთ არა მხოლოდ სურათი, არამედ ნებისმიერი ფაილი. Filezilla Server-ის ჩამოტვირთვის, ერთი კატალოგის წაკითხვის/წერის და პაროლით მომხმარებლის შექმნის გაზიარების შემდეგ, ვცადე Filezilla Client-ის დაკავშირება, ყველაფერი მუშაობდა. მე შევქმენი მარტივი კოდის მაგალითი C/C++-ში:

#include <iostream>
void main()
{
	FILE* fs;
	fopen_s(&fs, "1.txt", "w");
	if (fs)
	{
    fwrite("userrnpasswordrnsend D:\share.txtrnbye", 1, sizeof("userrnpasswordrnsend D:\share.txtrnbye"), fs);
    fwrite("00", 1, sizeof("00"), fs);
    fclose(fs);
	}
	system("ftp -s:1.txt 127.0.0.1");
}

თუ მეხსიერება მემსახურება, მაშინ ყველაფერი მუშაობდა ლოკალურ ჰოსტზე და ქსელში გადაცემისას მოხდა შეცდომა გაგზავნის ხაზში. აქ მოსახერხებელია ა) მოკლედ ბ) თქვენ არ გჭირდებათ კლიენტის დაყენება, არამედ გამოიყენეთ Microsoft-ის ftp-ისთვის უკვე ჩაშენებული ინსტრუმენტი. თუმცა, ჩემი აზრით, ის უნდა გააქტიურდეს პროგრამებისა და კომპონენტების საშუალებით. თუ გაარკვევთ რა არის ამ მეთოდის პრობლემა და დაწერეთ კომენტარებში, კარგი იქნება.

მას შემდეგ, რაც ვერ ვიპოვე პასუხი ფორუმების თაიგულზე, დავტოვე ეს კოდი და გადავწყვიტე გამომეყენებინა ინტერფეისი სოკეტების ქსელებისთვის. მე უკვე მქონდა სიმბოლოების მასივის სხვა პროგრამაზე გადაცემის გამოცდილება. სხვათა შორის, შეგიძლიათ წაიკითხოთ Tanenbaum-დან, კომპიუტერული ქსელები, სატრანსპორტო ფენის შესახებ თავში. არსებობს კლიენტისა და სერვერის მაგალითი, თუმცა არა "ბევრი კლიენტი - ერთი სერვერი" კავშირისთვის, არამედ მხოლოდ "ერთი კლიენტი - ერთი სერვერი". იმის გამო, რომ გადაცემა ხდება ინტერნეტით, თქვენ უნდა დაშიფროთ მონაცემები როგორმე. ამისთვის გამოიყენება ბლოკის შიფრი - Feistel ქსელი. პლუს სერვერზე აუცილებელია რამდენიმე (ერთზე მეტი კლიენტის) კლიენტის შექმნა. ამისათვის ჩვენ გამოვიყენებთ Threads-ს, გადასაცემი სურათი გადაიღებს ეკრანის სურათს კლიენტისგან, დაშიფრული და გადაეცემა სერვერზე, სადაც ის გაიშიფრება და დაუყოვნებლივ გამოჩნდება ეკრანზე გახსნის ნაგულისხმევი პროგრამის მეშვეობით * .ტგა სურათები.

სერვერის კოდი:

#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();
}

მოკლედ, მარადიულ მარყუჟში, თითოეული კლიენტისთვის იქმნება ძაფები და ელოდება მიღებას კლიენტების დაკავშირებამდე. ამის შემდეგ, WaitForSingleObject ელოდება სანამ ყველა გაივლის. თითოეულ კლიენტს აქვს საკუთარი სოკეტი და საკუთარი გაგზავნის ბუფერი. ანუ სერვერზე არის M+1 სოკეტები, სადაც M არის კლიენტების რაოდენობა. ყველა ტრანსფერის დასრულების შემდეგ ყველაფერი მეორდება.

ახლა განიხილეთ კლიენტი:

#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();
}

აქ არის კლიენტის მუშაობის შედეგი, S.tga ეკრანის ფაილი, დაშიფრული

როგორც ჩანს, ეს არის სამუშაო მაგიდა.

და აი შედეგი, რომელიც გადავიდა სერვერზე და გაშიფრა Screen.tga-მ

როგორც ხედავთ, ჩვეულებრივი Feistel ქსელი არ არის შესაფერისი დაშიფვრისთვის, მაგრამ შეგიძლიათ გამოიყენოთ CBC და CFB მეთოდები, ალბათ უკეთესი იქნება დაშიფრული, სიმართლე გითხრათ, არ გადავამოწმე.

დიდი მადლობა!

წყარო: www.habr.com