tcpkomm/TCPMelding.cs

   1 using System;
   2 using System.IO;
   3 using System.Net;
   4 using System.Net.Sockets;
   5
   6 using System.Threading;
   7
   8 using System.Security.Cryptography;
   9
  10 using System.Xml.Serialization;
  11
  12 namespace energimaaling
  13 {
  14         public class TCPKomm {
  15                 /* Protokoll spesifikasjon:
  16                  *
  17                  * All kommunikasjon foregår ved å sende ei TCPMelding struct
  18                  * Typen vil avgjere korleis ein kan tolke medlemmet 'data'.
  19                  *
  20                  * 'data' vil være kryptert.
  21                  *
  22                  */
  23
  24                 /* Sentral skal lytte på denne porten for tilkobling frå Hus */
  25                 public const int SENTRALHUSPORT = 3000;
  26
  27                 /* Sentral skal lytte på denne porten for tilkobling frå PDA */
  28                 public const int SENTRALPDAPORT = 3001;
  29
  30                 /* DEKLARASJONER
  31                  *
  32                  * Type spesifikasjon
  33                  *
  34                  */
  35
  36                 [Serializable()]
  37                 public enum Type { AuthQuery, AuthResponse, HusData, HusQuery, Error, Close, PdaData, PdaQuery, DEBUG };
  38
  39                 /* Data objekt */
  40                 [Serializable()]
  41                 public struct AuthQuery {
  42                         public String kundenr;
  43                         public String passord;
  44                 }
  45
  46                 [Serializable()]
  47                 public struct AuthResponse {
  48                         public bool Accepted;
  49                 }
  50
  51                 [Serializable()]
  52                 public struct HusData {
  53                         string data;
  54                 }
  55
  56                 /* Hus data sendt til PDA */
  57                 [Serializable()]
  58                 public struct PdaData {
  59                         public double effekt;
  60                         public bool reduser;
  61                         public bool alarm;
  62
  63                         public string adresse;
  64                         public string navn;
  65                 }
  66
  67                 [Serializable()]
  68                 public struct HusQuery {
  69                         // TODO!
  70                 }
  71
  72                 [Serializable()]
  73                 public struct Debug {
  74                         public string msg;
  75                 }
  76
  77                 [Serializable()]
  78                 public enum ErrorType { UnexpectedData };
  79
  80                 [Serializable()]
  81                 public struct Error {
  82                         public ErrorType et;
  83                         public string msg;
  84                 }
  85
  86                 [Serializable()]
  87                 public struct PdaQuery {
  88                 }
  89
  90                 /* Sendast for å avslutte ei tilkobling skikkelig */
  91                 [Serializable()]
  92                 public struct Close {
  93                         public string msg;
  94                 }
  95
  96                 [Serializable()]
  97                 public struct TCPMelding
  98                 {
  99                         /* Tcp Type */
 100                         public Type type;
 101
 102                         /* Struct tilsvarande type */
 103                         public byte[] data;
 104                 }
 105
 106         /* Kryptering og sending
 107          *
 108          * Bruk TCPKomm.SendMelding og TCPKomm.MottaMelding, desse krypterer objektet - serialiserer det og
 109          * sender det på nettverksstrømmen som du gir.
 110          *
 111          * Du må lage ei TCPMelding og ein TCPMelding type; bruk Serialiser.Serialize () på det og lagre
 112          * det i TCPMelding.data.
 113          *
 114          * Du kan få det ut på samme måte, ved å lage ei TCPMelding type og bruke
 115          * Serialiser.Deserialize (TCPMelding.data, typeof (TCPMelding typen)).
 116          *
 117          * For å sende:
 118
 119                         // Lag autentiseringsmelding
 120                         TCPKomm.TCPMelding tm;
 121                         tm.type = TCPKomm.Type.AuthQuery;
 122                         TCPKomm.AuthQuery a;
 123                         a.kundenr = "test";
 124                         a.passord = "testp";
 125
 126          *  Serialiser AuthQuery og lagre i tm.data:
 127
 128                         tm.data = Serialiser.Serialize (a);
 129
 130          *  Send på NetworkStream ns:
 131
 132                         TCPKomm.SendMelding (ns, tm);
 133
 134          *
 135          * For å motta:
 136          *
 137                         TCPKomm.TCPMelding res = TCPKomm.MottaMelding (ns);
 138
 139          * For ei AuthQuery melding, gjer:
 140
 141             TCPKomm.AuthQuery aq = (TCPKomm.AuthQuery)Serialiser.Deserialize(tm.data, typeof(TCPKomm.AuthQuery));
 142
 143          * Du kan no bruke aq.kundenr og aq.passord.
 144
 145
 146          * Hugs å laste nøkkel først i kvar prosess (biblioteket har ein instans for kvar) før du begynner.
 147
 148             TCPKomm.loadkeys ();
 149
 150          * Nøkkel kan lagast med 'kg' på Sentral; legg key.bin og iv.bin i samme mappe som programma skal køyre
 151          * (Sentral, Hus, Pda).
 152          *
 153          */
 154
 155
 156         public static void SendMelding(NetworkStream ns, TCPKomm.TCPMelding tm)
 157         {
 158             // krypterer (her blir TCPMelding serialisert)
 159             CryptObject c = Encrypt(tm);
 160
 161             // Serialiserer CryptObjekt
 162             byte[] ser = Serialiser.Serialize(c);
 163
 164             byte[] size = Serialiser.IntToSize(ser.Length);
 165
 166
 167             // sender størrelse
 168             ns.Write(size, 0, 2);
 169
 170             /*
 171             Console.WriteLine("SendMelding sender: " + ser.Length.ToString());
 172             Console.WriteLine("Byte: " + size.ToString());
 173              */
 174
 175             // sender objekt
 176             ns.Write(ser, 0, ser.Length);
 177             ns.Flush();
 178         }
 179
 180         public static TCPMelding MottaMelding(NetworkStream ns)
 181         {
 182             // Vent på data
 183             // while (!ns.DataAvailable) Thread.Sleep(50);
 184
 185             // motar størrelse
 186             byte[] size = new byte[2];
 187
 188             ns.Read(size, 0, 2);
 189
 190             int sizei = Serialiser.SizeToInt(size);
 191
 192             // leser objekt
 193             byte[] ser = new byte[sizei];
 194             int r = ns.Read(ser, 0, sizei);
 195
 196             /*
 197             Console.WriteLine("MottaMelding; fikk: " + r.ToString() + " av " + sizei.ToString());
 198             Console.WriteLine("Byte: " + size.ToString());
 199              */
 200
 201             // deserialiserer cryptobjekt
 202             CryptObject c = (CryptObject)Serialiser.Deserialize(ser, typeof(CryptObject));
 203
 204             // dekrypterer
 205             TCPMelding tm = Decrypt(c);
 206             return tm;
 207         }
 208
 209                 [Serializable()]
 210                 public struct CryptObject
 211                 {
 212                         public int length;
 213                         public byte[] encrypted;
 214                 }
 215
 216                 public static CryptObject Encrypt (TCPMelding tm)
 217                 {
 218                         if (!keyloaded) throw new Exception ("Ingen key er lasta.");
 219                         CryptObject c = new CryptObject ();
 220
 221                         MemoryStream enc = new MemoryStream ();
 222                         CryptoStream cStreamW = new CryptoStream (enc, ralg.CreateEncryptor (), CryptoStreamMode.Write);
 223
 224             byte[] ser = Serialiser.Serialize(tm);
 225
 226                         c.length = (int) ser.Length;
 227
 228                         cStreamW.Write (ser, 0, (int) ser.Length);
 229                         cStreamW.FlushFinalBlock (); // also .Close ()'es
 230
 231                 enc.Position = 0; // Rewind
 232                         c.encrypted = (byte[]) enc.ToArray ();
 233                         return c;
 234                 }
 235
 236                 public static TCPMelding Decrypt (CryptObject c)
 237                 {
 238                         if (!keyloaded) throw new Exception ("Ingen key er lasta.");
 239                     MemoryStream benc = new MemoryStream (c.encrypted);
 240
 241                         CryptoStream cStreamR = new CryptoStream (benc, ralg.CreateDecryptor (), CryptoStreamMode.Read);
 242
 243                         byte [] buenc = new byte[c.length];
 244                         cStreamR.Read (buenc, 0, c.length);
 245
 246             TCPMelding tm = (TCPMelding)Serialiser.Deserialize(buenc, typeof(TCPMelding));
 247                         cStreamR.Close ();
 248                         return tm;
 249                 }
 250
 251
 252                 private static bool keyloaded = false;
 253                 private static byte[] IV;
 254                 private static byte[] KEY;
 255                 public static Rijndael ralg;
 256
 257                 public static void loadkeys () {
 258                         log ("Laster Rijndaelll nøkkel..");
 259                         try {
 260                                 /*
 261                                  * PDA har tydeligvis problem med å laste fra fil so vi legg den inn manuelt foreløpig.
 262                                  *
 263                                  * Det betyr at genkeys har ingen funksjon no; og du treng ikkje key.bin og iv.bin
 264                                  *
 265                                  */
 266
 267                 byte[] key = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 };
 268                 byte[] iv = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 };
 269                 ralg = Rijndael.Create();
 270                                 ralg.Key = key;
 271                                 ralg.IV = iv;
 272                                 ralg.Padding = PaddingMode.PKCS7;
 273
 274                                 keyloaded = true;
 275
 276                         } catch {
 277                                 log ("FEIL! Kunne ikkje laste nøkkel.");
 278                                 keyloaded = false;
 279                         }
 280                 }
 281
 282                 public static void genkeys () {
 283                         log ("Lager Rijndael nøkkel..");
 284                         ralg = Rijndael.Create ();
 285                         ralg.Padding = PaddingMode.PKCS7;
 286
 287                         log (".. IV");
 288                         ralg.GenerateIV ();
 289
 290                         log (".. Key");
 291                         ralg.GenerateKey  ();
 292
 293                         FileStream fiv = File.OpenWrite ("iv.bin");
 294                         FileStream fkey = File.OpenWrite ("key.bin");
 295
 296                         BinaryWriter b = new BinaryWriter (fiv);
 297                         b.Write (ralg.IV);
 298
 299                         b = new BinaryWriter (fkey);
 300                         b.Write (ralg.Key);
 301
 302                         fiv.Close ();
 303                         fkey.Close ();
 304                         log ("OK.");
 305
 306                         KEY = ralg.Key;
 307                         IV = ralg.IV;
 308                         keyloaded = true;
 309                 }
 310
 311                 private static void log (String s) {
 312                         Console.WriteLine ("[TcpMelding] " + s);
 313                 }
 314         }
 315
 316 }
 317