KSG-Netzwerk/Network/Server.cpp

#include <openssl/ssl.h>
#include <openssl/err.h>
#include "Server.h"
#ifndef WIN32
#include <string.h>
#endif
#include <Key.h>
#include <Text.h>
#include <iostream>

using namespace Network;

// Inhalt der Server Klasse aus Server.h
// Konstruktor 
Server::Server()
	: ReferenceCounter()
{
	sock = 0;
	memset(&addresse, 0, sizeof(addresse)); // Adresse setzen
	addresse.sin_family = AF_INET;
	addresse.sin_addr.s_addr = ADDR_ANY;
	klients = 0;
}

// Destruktor 
Server::~Server()
{
	trenne();
}

// nicht constant 
bool Server::verbinde(unsigned short port, int warteschlangenLen) // Öffnet das Socket
{
	sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // Socket erstellen
	addresse.sin_port = htons(port); // port setzen
	if (bind(sock, (struct sockaddr*)&addresse, sizeof(addresse)) == -1) // socket öffnen
	{
		trenne();
		return 0; // Fehler
	}
	if (listen(sock, warteschlangenLen) == -1) // Klients annehmen
	{
		trenne();
		return 0; // Fehler
	}
	return 1;
}

SKlient* Server::getKlient() // nimmt Klient an
{
	if (!sock)
		return 0;
	sockaddr_in client;
    int len = sizeof(addresse);
    fd_set set;
    int rv = 0;
    struct timeval timeout;
    while (rv == 0 && sock)
    {
        FD_ZERO(&set);      /* clear the set */
        FD_SET(sock, &set); /* add our file descriptor to the set */
        timeout.tv_sec = 10;
        timeout.tv_usec = 0;
        rv = select((int)sock + 1, &set, NULL, NULL, &timeout);
        if (rv == -1) return 0;
    }
    if (!sock) return 0;
#ifdef WIN32
	SOCKET cls = accept(sock, (sockaddr*)&client, &len); // Klient empfangen
	if (cls == INVALID_SOCKET)
	{
		trenne();
		return 0;
	}
#else
	SOCKET cls = accept(sock, (sockaddr*)&client, (socklen_t*)&len); // Klient empfangen
	if (!cls)
	{
		if (errno == ECONNABORTED || errno == EBADF)
			trenne();
		return 0;
	}
#endif
	client.sin_port = addresse.sin_port;
	klients++;
	return new SKlient(client, cls); // Klient Handle Klasse zurückgeben
}

int Server::getKlients(bool reset) // gibt die Anzahl der Klients zurück
{
	int ret = klients;
	if (reset)
		klients = 0;
	return ret;
}

bool Server::trenne() // beendet den Server
{
	if (!sock)
		return 1;
	if (closesocket(sock) < 0) // socket schließen
		return 0;
	sock = 0;
	return 1;
}

// constant
unsigned short Server::getPort() const // gibt den Port zurück
{
	return htons(addresse.sin_port);
}

bool Server::isConnected() const // giebt 1 zurück, falls der Server verbunden ist
{
	return sock != 0;
}

// Inhalt der SKlient Klasse aus Server.h
// Konstruktor 
SKlient::SKlient(sockaddr_in addresse, SOCKET sock)
	: ReferenceCounter()
{
	clientAddr = addresse;
	this->sock = sock;
	downStreamBytes = 0;
	upStreamBytes = 0;
	sendeKey = 0;
	empfangKey = 0;
}

// Destruktor 
SKlient::~SKlient()
{
	trenne();
	if (sendeKey)
		sendeKey->release();
	if (empfangKey)
		empfangKey->release();
}

// nicht constant 
void SKlient::setEmpfangTimeout(int miliseconds) // Setzt ein timeout fürs empfangen von daten
{
#ifdef WIN32
	DWORD timeout = miliseconds;
	setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const char*)&timeout, sizeof timeout);
#else
	struct timeval tv;
	tv.tv_sec = miliseconds / 1000;
	tv.tv_usec = (miliseconds % 1000) * 1000;
	setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const char*)&tv, sizeof tv);
#endif
}

void SKlient::setSendeKeyZ(Encryption::Key* key) // Setzt den Key fürs Senden
{
	if (sendeKey)
		sendeKey->release();
	sendeKey = key;
}

void SKlient::setEmpfangKeyZ(Encryption::Key* key) // Setzt den Key fürs Empfangen
{
	if (empfangKey)
		empfangKey->release();
	empfangKey = key;
}

void SKlient::setSendeKey(const char* key, int len) // Setzt den Key fürs Senden
{
	if (!sendeKey)
		sendeKey = new Encryption::Key();
	sendeKey->setKey(key, len);
}

void SKlient::setEmpfangKey(const char* key, int len) // Setzt den Key fürs Empfangen
{
	if (!empfangKey)
		empfangKey = new Encryption::Key();
	empfangKey->setKey(key, len);
}

bool SKlient::sende(const char* nachricht, int len) // sendet zum Klient
{
	if (!sock)
		return 0;
	int ll = 0;
	while (len > 0)
	{
#ifdef WIN32
		int l = send(sock, nachricht + ll, len, 0);
#else
		int l = (int)send(sock, nachricht + ll, len, MSG_NOSIGNAL);
#endif
		if (l <= 0)
			return 0; // Fehler
		len -= l;
		ll += l;
	}
	upStreamBytes += ll;
	return 1;
}

bool SKlient::getNachricht(char* nachricht, int len) // empfängt Nachricht von Klient
{
	if (!sock)
		return 0;
	int ll = 0;
	while (len > 0)
	{
		int l = (int)recv(sock, nachricht + ll, len, MSG_WAITALL);
		if (l <= 0)
			return 0; // Fehler
		len -= l;
		ll += l;
	}
	downStreamBytes += ll;
	return 1;
}

bool SKlient::sendeEncrypted(const char* nachricht, int len) // sendet zum Server
{
	if (!sendeKey)
		return sende(nachricht, len);
	Encryption::Bytes* n = new Encryption::Bytes(nachricht, len);
	sendeKey->codieren(dynamic_cast<Encryption::Bytes*>(n->getThis())); int ll = 0;
	while (len > 0)
	{
#ifdef WIN32
		int l = send(sock, n->getBytes() + ll, len, 0);
#else
		int l = (int)send(sock, n->getBytes() + ll, len, MSG_NOSIGNAL);
#endif
		if (l <= 0)
		{
			n->release();
			return 0; // Fehler
		}
		len -= l;
		ll += l;
	}
	upStreamBytes += ll;
	n->release();
	return 1;
}

bool SKlient::getNachrichtEncrypted(char* nachricht, int len) // empfängt Nachricht
{
	if (!empfangKey)
		return getNachricht(nachricht, len);
	int ll = 0;
	while (len > 0)
	{
		int l = (int)recv(sock, nachricht + ll, len, MSG_WAITALL);
		if (l <= 0)
			return 0; // Fehler
		len -= l;
		ll += l;
	}
	Encryption::Bytes* n = new Encryption::Bytes();
	n->setBytesZ(nachricht, ll);
	empfangKey->decodieren(n);
	downStreamBytes += ll;
	return 1;
}

int SKlient::getDownloadBytes(bool reset) // gibt die anzahl von empfangen bytes zurück
{
	int ret = downStreamBytes;
	if (reset)
		downStreamBytes = 0;
	return ret;
}

int SKlient::getUploadBytes(bool reset) // gibt die anzahl von versendeter bytes zurück
{
	int ret = upStreamBytes;
	if (reset)
		upStreamBytes = 0;
	return ret;
}

bool SKlient::trenne() // trennt die Verbindung zum Klient
{
	if (!sock)
		return 0;
	if (closesocket(sock) < 0) // trennen
		return 0;
	sock = 0;
	return 1;
}

// constant 
bool SKlient::hatNachricht(int zeit) const // Wartet eine Zeit Lang auf eine Nachricht
{
	fd_set set;
	FD_ZERO(&set);
	FD_SET(sock, &set);
	timeval time = { zeit / 1000, zeit };
	return select(0, &set, 0, 0, &time) == 1;
}

unsigned short SKlient::getPort() const // gibt den Port zurück
{
	return htons(clientAddr.sin_port);
}

const char* SKlient::getIp() const // gibt die Ip des Klients zurück
{
	return inet_ntoa(clientAddr.sin_addr);
}

int pem_passwd_cb(char* buf, int size, int rwflag, void* userdata)
{
	const char* passw = ((Text*)userdata)->getText();
	memcpy(buf, passw, MIN((unsigned int)size, strlen(passw) + 1));
	return (int)strlen(buf);
}

bool SSLErrorCheck(int result, SSL* ssl, const char* action)
{
	if (result <= 0)
	{
		std::cout << "ERROR: '" << action << "' returned error code: " << SSL_get_error(ssl, result) << "\n";
		std::cout.flush();
		return 0;
	}
	return 1;
}

bool SSLErrorCheck(__int64 result, const char* action)
{
	if (result <= 0)
	{
		unsigned long error = ERR_get_error();
		std::cout << "ERROR: '" << action << "' returned " << result << " error code: " << error << "(" << ERR_reason_error_string(error) << ")\n";
		std::cout.flush();
		return 0;
	}
	return 1;
}

bool SKlient::waitForNextMessage() const // wartet bis es etwas zu empfangen gibt
{
    fd_set set;
    int rv = 0;
    struct timeval timeout;
    while (rv == 0 && sock)
    {
        FD_ZERO(&set);      /* clear the set */
        FD_SET(sock, &set); /* add our file descriptor to the set */
        timeout.tv_sec = 10;
        timeout.tv_usec = 0;
        rv = select((int)sock + 1, &set, NULL, NULL, &timeout);
        if (rv == -1) return 0;
    }
    if (!sock) return 0;
	char c;
	int l = (int)recv(sock, &c, 1, MSG_WAITALL | MSG_PEEK);
	if (l <= 0)
		return 0; // Fehler
	return 1;
}


// Inhalt der SSLServer Klasse
// Konstruktor 
SSLServer::SSLServer()
	: ReferenceCounter()
{
	s = 0;
	const SSL_METHOD* method = TLS_server_method();
	ctx = SSL_CTX_new(method);
	SSLErrorCheck(SSL_CTX_set_min_proto_version(ctx, TLS1_2_VERSION), "SSL_CTX_set_min_proto_version");
	SSLErrorCheck(SSL_CTX_set_max_proto_version(ctx, TLS1_3_VERSION), "SSL_CTX_set_max_proto_version");
	SSL_CTX_set_verify(ctx, SSL_VERIFY_NONE, 0);
	SSL_CTX_set_default_passwd_cb(ctx, pem_passwd_cb);
	passw = new Text();
	SSL_CTX_set_default_passwd_cb_userdata(ctx, passw);
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	klients = 0;
}

// Destruktor 
SSLServer::~SSLServer()
{
	trenne();
	SSL_CTX_free(ctx);
	passw->release();
#ifdef WIN32
	OPENSSL_thread_stop();
#endif
}

// nicht constant 
// Setzt den Pfad zur Datei, in dem das Certifikat gespeichert ist
bool SSLServer::setCertificateFile(const char* file)
{
	return SSLErrorCheck(SSL_CTX_use_certificate_file(ctx, file, SSL_FILETYPE_PEM), "SSL_CTX_use_certificate_file");
}

// Setzt den Pfad zur Datei, in dem der private Schlüssel gespeichert ist
bool SSLServer::setPrivateKeyFile(const char* file)
{
	return SSLErrorCheck(SSL_CTX_use_PrivateKey_file(ctx, file, SSL_FILETYPE_PEM), "SSL_CTX_use_PrivateKey_file");
}

// setzt das passwort des private keys (muss vor setPrivateKeyFile aufgerufen werden)
void SSLServer::setPrivateKeyPassword(const char* password)
{
	passw->setText(password);
}

// Öffnet das Socket
bool SSLServer::verbinde(unsigned short port, int warteschlangenLen)
{
	addr.sin_port = htons(port);
	s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (s < 0)
	{
		s = 0;
		return 0;
	}
	if (bind(s, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0)
	{
		trenne();
		return 0;
	}
	if (listen(s, warteschlangenLen) < 0)
	{
		trenne();
		return 0;
	}
	return 1;
}

// nimmt Klient an
SSLSKlient* SSLServer::getKlient()
{
	if (!s)
		return 0;
	int len = sizeof(addr);
	struct sockaddr_in addr;
    fd_set set;
    int rv = 0;
    struct timeval timeout;
    while (rv == 0 && s)
    {
        FD_ZERO(&set);   /* clear the set */
        FD_SET(s, &set); /* add our file descriptor to the set */
        timeout.tv_sec = 10;
        timeout.tv_usec = 0;
        rv = select((int)s + 1, &set, NULL, NULL, &timeout);
        if (rv == -1) return 0;
    }
    if (!s) return 0;
#ifdef WIN32
	SOCKET client = accept(s, (struct sockaddr*)&addr, &len);
	if (client == INVALID_SOCKET)
	{
		trenne();
		return 0;
	}
#else
	SOCKET client = accept(s, (sockaddr*)&addr, (socklen_t*)&len); // Klient empfangen
	if (!client)
	{
		if (errno == ECONNABORTED || errno == EBADF)
			trenne();
		return 0;
	}
#endif
	addr.sin_port = this->addr.sin_port;
	SSL* ssl = SSL_new(ctx);
	if (ssl == 0 && !SSLErrorCheck(0, "SSL_new"))
	{
		closesocket(client);
		return 0;
	}
	if (!SSLErrorCheck(SSL_set_fd(ssl, (int)client), ssl, "SSL_set_fd"))
	{
		SSL_free(ssl);
		closesocket(client);
		return 0;
	}
	if (!SSLErrorCheck(SSL_accept(ssl), ssl, "SSL_accept"))
	{
		SSL_free(ssl);
		closesocket(client);
		return 0;
	}
	klients++;
	return new SSLSKlient(addr, ssl, client);
}

// gibt die Anzahl der Klients zurück
int SSLServer::getKlients(bool reset)
{
	int ret = klients;
	if (reset)
		klients = 0;
	return ret;
}

// beendet den Server
bool SSLServer::trenne()
{
	if (!s)
		return 1;
	if (closesocket(s) < 0) // socket schließen
		return 0;
	s = 0;
	return 1;
}

// constant
// gibt den Port zurück
unsigned short SSLServer::getPort() const
{
	return htons(addr.sin_port);
}

// giebt 1 zurück, falls der Server verbunden ist
bool SSLServer::isConnected() const
{
	return s != 0;
}


// Inhalt der SSLSKlient Klasse
// Konstruktor 
SSLSKlient::SSLSKlient(sockaddr_in client, SSL* ssl, SOCKET s)
	: ReferenceCounter()
{
	this->s = s;
	clientAddr = client;
	this->ssl = ssl;
	downStreamBytes = 0;
	upStreamBytes = 0;
}

// Destruktor 
SSLSKlient::~SSLSKlient()
{
	trenne();
#ifdef WIN32
	OPENSSL_thread_stop();
#endif
}

// nicht constant 
void SSLSKlient::setEmpfangTimeout(int miliseconds) // Setzt ein timeout fürs empfangen von daten
{
#ifdef WIN32
	DWORD timeout = miliseconds;
	setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const char*)&timeout, sizeof timeout);
#else
	struct timeval tv;
	tv.tv_sec = miliseconds / 1000;
	tv.tv_usec = (miliseconds % 1000) * 1000;
	setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const char*)&tv, sizeof tv);
#endif
}

bool SSLSKlient::sende(const char* nachricht, int len) // sendet zum Klient
{
	if (!ssl)
		return 0;
	int ll = 0;
	while (len > 0)
	{
		int l = SSL_write(ssl, nachricht + ll, len);
		if (l <= 0)
			return 0; // Fehler
		len -= l;
		ll += l;
	}
	upStreamBytes += ll;
	return 1;
}

bool SSLSKlient::getNachricht(char* nachricht, int len) // empfängt Nachricht von Klient
{
	if (!ssl)
		return 0;
	int ll = 0;
	while (len > 0)
	{
		int l = (int)SSL_read(ssl, nachricht + ll, len);
		if (l <= 0)
			return 0; // Fehler
		len -= l;
		ll += l;
	}
	downStreamBytes += ll;
	return 1;
}

int SSLSKlient::getDownloadBytes(bool reset) // gibt die anzahl von empfangen bytes zurück
{
	int ret = downStreamBytes;
	if (reset)
		downStreamBytes = 0;
	return ret;
}

int SSLSKlient::getUploadBytes(bool reset) // gibt die anzahl von versendeter bytes zurück
{
	int ret = upStreamBytes;
	if (reset)
		upStreamBytes = 0;
	return ret;
}

bool SSLSKlient::trenne() // trennt die Verbindung zum Klient
{
	if (!ssl)
		return 0;
	SSL_free(ssl);
	if (closesocket(s) < 0) // trennen
		return 0;
	ssl = 0;
	s = 0;
	return 1;
}

// constant 
bool SSLSKlient::hatNachricht(int zeit) const // Wartet eine Zeit Lang auf eine Nachricht
{
	fd_set set;
	FD_ZERO(&set);
	FD_SET(SSL_get_rfd(ssl), &set);
	timeval time = { zeit / 1000, zeit };
	return SSL_pending(ssl) > 0 || select(0, &set, 0, 0, &time) == 1;
}

unsigned short SSLSKlient::getPort() const // gibt den Port zurück
{
	return htons(clientAddr.sin_port);
}

const char* SSLSKlient::getIp() const // gibt die Ip des Klients zurück
{
	return inet_ntoa(clientAddr.sin_addr);
}