Vou começar sem rodeios; uma vez, eu tive uma revelação (não foi tão poderosa, para ser honesto) e surgiu a ideia de criar um programa que transmite uma imagem do cliente para o servidor. Bem simples, certo? Para um programador experiente, com certeza. As condições são simples — não usar bibliotecas externas. Na verdade, é um pouco mais complicado, mas considerando que eu precisaria investigar e procurar exemplos, é um desafio razoável. Decidi que essa tarefa estava ao meu alcance. Também seria bom que houvesse código suficiente para que pudesse ser postado em um fórum, caso eu precisasse de ajuda. A princípio, meus olhos se voltaram para o FTP, a propósito, o sistema operacional em que está sendo desenvolvido é o Windows. A vantagem do FTP é que é possível transmitir não apenas imagens, mas qualquer arquivo. Depois de baixar o Filezilla Server, compartilhar um diretório para leitura/gravação e criar um usuário com senha, tentei me conectar com o Filezilla Client e tudo funcionou. Criei um exemplo simples de código em C/C++:
#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");
}Se não me falha a memória, tudo funcionou no localhost, mas ao transmitir pela rede, ocorreu um erro na linha com send. O que é conveniente aqui é a) é curto b) não precisa instalar um cliente, basta usar a ferramenta de ftp embutida da Microsoft. Embora, na minha opinião, ela precise ser ativada através de programas e componentes. Se você descobrir qual é o problema deste método e escrever nos comentários, será ótimo.
Não encontrando resposta em vários fóruns, deixei esse código e decidi usar interface de sockets para redes. Eu já tinha experiência em transmitir um array de char para outro programa. Aliás, você pode ler sobre no livro do Tanenbaum, 'Redes de Computadores', no capítulo sobre a camada de transporte. Há um exemplo de cliente e servidor, embora não para a conexão 'vários clientes — um servidor', mas apenas 'um cliente — um servidor'. Como a transmissão ocorre pela Internet, é necessário criptografar os dados de alguma forma. Para isso, é utilizado um cifra de bloco — a rede de Feistel. Além disso, é necessário criar vários (mais de um) clientes. Para isso, usaremos Threads, a imagem a ser transmitida será uma captura de tela do cliente, que será criptografada e transmitida para o servidor, onde será descriptografada e exibida na tela usando o programa padrão para abrir imagens *.tga. servidor Código do servidor:
Código do servidor:
#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();
}Em resumo, em um ciclo eterno, são criados fluxos para cada cliente e aguardam o accept até que os clientes se conectem. Depois, o WaitForSingleObject aguarda enquanto todos eles transferem. Cada cliente tem seu próprio socket e seu próprio buffer de transmissão. Ou seja, em servidor M+1 socket, onde M é o número de clientes. Após a conclusão de todas as transferências, tudo se repete.
Agora, vamos considerar o cliente:
#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();
}Aqui está o resultado do trabalho do cliente, o arquivo de captura de tela S.tga, criptografado.
É visível que esta é a área de trabalho.
E aqui está o resultado que foi enviado ao servidor e descriptografado, Screen.tga.
Como vocês podem ver, uma rede Feistel comum não é adequada para criptografia, mas podemos utilizar os métodos CBC e CFB; talvez seja criptografado melhor, para ser honesto, não verifiquei.
Obrigado pela atenção!
Fonte: habr.com
