Voi începe fără ocolișuri, într-o zi am avut o revelație (nu foarte profundă, să fiu sincer) și mi-a venit ideea să creez un program care trimite o imagine de la client la server. Este destul de simplu, nu? Ei bine, pentru un programator cu experiență așa va fi. Condițiile sunt simple — să nu folosesc biblioteci externe. În principiu, este puțin mai complicat, însă având în vedere că trebuie să mă documentez și să caut exemple, e o activitate destul de plictisitoare. Am decis că această sarcină este potrivită pentru mine. Plus, ar fi bine să fie suficient de mult cod pentru a putea fi postat pe un forum, în cazul în care am nevoie de ajutor. În primul rând, atenția mi-a fost îndreptată către FTP, menționând că sistemul de operare folosit este Windows. Avantajul FTP-ului este că poate transfera nu doar imagini, ci orice fișier. După ce am descărcat Filezilla Server, am partajat un director pentru citire/scriere și am creat un utilizator cu parolă, am încercat să mă conectez cu Filezilla Client și totul a funcționat. Am creat un exemplu simplu de cod în 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");
}Dacă nu mă înșel, totul a funcționat pe localhost, iar când am încercat să transmit prin rețea a apărut o eroare în linia cu send. Ce este convenabil aici a) scurt b) nu trebuie să instalezi un client, ci să folosești instrumentul încorporat pentru FTP de la Microsoft. Deși, cred că trebuie activat prin programe și componente. Dacă reușiți să înțelegeți problema acestui metod și să scrieți în comentarii, ar fi excelent.
Neavând răspuns pe multe forumuri, am lăsat acest cod și am decis să folosesc o interfață pentru rețele, socket-uri. Aveam deja experiență în transmiterea unui array de char-uri pentru alt program. Apropo, puteți citi la Tanenbaum, Rețele de calculatoare, în capitolul despre nivelul de transport. Acolo există un exemplu de client și server, deși nu pentru conexiunea „multe clienți — un server”, ci doar „un client — un server”. Deoarece transmisia se face prin Internet, trebuie să criptăm datele într-un fel. Pentru aceasta se folosește un cifru bloc — rețeaua Feistel. Plus, trebuie să facem mai mulți clienți (mai mult de un client). server Pentru aceasta, vom folosi thread-uri, imaginea pentru transmitere va fi un screenshot al ecranului de pe client, criptată și trimisă pe server, unde va fi decriptată și afișată imediat pe ecran prin programul implicit pentru deschiderea fișierelor *.tga.
Codul serverului:
#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();
}În esență, un ciclu continuu creează firuri pentru fiecare client și așteaptă acceptul până când clienții se conectează. După aceea, WaitForSingleObject așteaptă ca toți să transmită. Fiecare client are propriul său socket și propriul său buffer de transmitere. Adică, la server M+1 socket, unde M este numărul de clienți. După finalizarea tuturor transmisiilor, totul se repetă.
Acum să analizăm clientul:
#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();
}Iată rezultatul muncii clientului, fișierul screenshot S.tga, criptat
Se vede că este biroul de lucru
Iată rezultatul care a fost transmis pe server și decriptat Screen.tga
După cum vedeți, o rețea obișnuită Feistel nu este potrivită pentru criptare, dar se pot utiliza metodele CBC și CFB, poate va fi criptat mai bine, sincer nu am verificat.
Vă mulțumesc pentru atenție!
Sursa: habr.com
