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dongdigua 2022-07-13 20:24:38 +08:00
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@ -1,15 +1,14 @@
# 讲一讲我前段时间做的一个点对点加密聊天软件
![miku](images/miku_sheep.jpg)
## 版权声明
本文章**仅在**本人github pages发布,<br>
转载给爷**标上源链接**, 敢在某些平台转载投自制的**你\*\**!**<br>
CC BY-NC-SA
[#]: author: "dongdigua"
[#]: via: "dongdigua.github.io/p2p_chat"
[#]: keywords: "elixir erlang p2p rsa 通信 开源 教程"
## 开头
项目地址: https://github.com/dongdigua/p2p_chat<br>
写着玩的小项目, 肯定有很多不足
使用 elixir 写一个简易点对点加密聊天软件
===
![题图](https://dongdigua.github.io/elixir_image.jpg)
## 使用到的技术
> 尝试用 elixir 写一个 p2p 加密聊天软件
### 使用到的技术
- UDP socket
- 进程(这里指 beam 虚拟机的进程)
- GenServer
@ -18,18 +17,19 @@ CC BY-NC-SA
- rsa 非对称加密
- UDP 打洞<br>
整个思路来源都是从这两个视频来的:<br>
[with netcat](https://www.youtube.com/watch?v=s_-UCmuiYW8) & [with python](https://www.youtube.com/watch?v=IbzGL_tjmv4)<br>
我的理解就是通过发送UDP包打开一个端口来让远程电脑能知道你的端口映射到了公网IP的哪个端口,<br>
然后将两个需要发消息的客户端相互告诉对方各自的公网IP以及映射到的端口, 就能实现p2p通信.<br>
[使用 Netcat 的原理讲解](https://www.youtube.com/watch?v=s_-UCmuiYW8) &
[使用 Python 实现 p2p 通信](https://www.youtube.com/watch?v=IbzGL_tjmv4)<br>
我的理解就是通过发送 UDP 包打开一个端口,<br>
然后将两个需要发消息的客户端相互告诉对方各自的公网 IP 以及映射到的端口,就能实现 p2p 通信。<br>
## 大体架构
客户端使用GenServer来实现后端接口和网络通信, 在CLI模块处理用户输入调用GenServer.<br>
### 大体架构
客户端使用 GenServer 来实现后端接口和网络通信,在 CLI 模块处理用户输入调用 GenServer.<br>
服务端可以很简单, 就是收到两个IP然后相互发送对方的地址让客户端能够相互通信,<br>
服务端可以很简单,就是收到两个 IP 然后相互发送对方的地址让客户端能够相互通信,<br>
但是为了能够接受多对客户端以及非阻塞等待客户端, 就用 ETS 存储客户端的信息, <br>
为了让客户端不乱配对, 就需要增加一个注册功能, 也使用ETS实现.<br>
为了让客户端不乱配对, 就需要增加一个注册功能, 也使用 ETS 实现。<br>
## 客户端实现
### 客户端实现
内容比较多, 所以我不会讲的很全, 代码不会都放出来<br>
项目目录大概是这样
```sh
@ -46,7 +46,7 @@ CC BY-NC-SA
```
注意这里只在核心程序处理 socket, cli 模块处理用户交互, 使项目分层化
### escript
#### escript
客户端要编译成可执行文件, 要在 `mix.exs` 里加入 `escript`
```elixir
defmodule Client.MixProject do
@ -80,10 +80,10 @@ end
```
`main_module` 指定了程序的入口点main函数, `extra_applications` 加入 erlang 库 `:crypto` 因为后续需要使用加密
### GenServer和socket
#### GenServer socket
先是定义了两个结构体, 一个用于存储 peer 的信息, 一个存储客户端的信息(peer 键是 peer 结构体)<br>
然后是一堆常量, 服务器可以改成你的 128 核心 1TB 内存 1EB 固态硬盘的小型服务器的地址, `key_integer` 是客户端的密钥生成器用的<br>
其实可以在`config.exs`或者用json来配置, 但是我懒哈哈
其实可以在 `config.exs` 或者用 json 来配置
```elixir
defmodule Client do
defmodule Peer do
@ -157,7 +157,7 @@ GenServer初始化, UDP打开一个端口(从命令行参数传进来)
end
```
### 用户交互CLI
#### 用户交互 CLI
首先使用 `OptionParser` 解析命令行参数, 如果解析成功就启动 GenServer
```elixir
def main(args \\ []) do
@ -196,7 +196,7 @@ end
```
## 服务端实现
### 服务端实现
服务端仅作为暴露客户端连接和将两个客户端牵手的作用, 当然为了区分还要有注册功能<br>
项目目录大概是这样
```sh
@ -211,9 +211,9 @@ end
└── mix.exs
```
这里用 docker 方便部署
### 应用程序监视器
#### 应用程序监视器
因为是服务端嘛, 鬼知道用户或其它东西会整出什么么蛾子, 所以使用应用程序监视器在程序挂掉时重启进程很有必要<br>
这也是erlang/OTP的let it crash思想的一种体现[我做的"crash辅导"视频](https://www.bilibili.com/video/BV193411A7fa)
这也是 erlang/OTP let it crash 思想的一种体现
```elixir
defmodule Server.Application do
use Application
@ -229,7 +229,7 @@ defmodule Server.Application do
end
end
```
### socket
#### socket
首先还是定义一个结构体用于存储每个用户的数据<br>
启动两个数据库, 打开 UDP 端口
```elixir
@ -248,7 +248,7 @@ defmodule Server do
end
```
根据收到的消息头部的不同选择处理不同的内容(其实这里的区分判断应该写全, 但是我懒, 能用就行呗)<br>
根据收到的消息头部的不同选择处理不同的内容(其实这里的区分判断应该写全, 但能用就行呗)<br>
然后递归调用自己形成循环(elixir 有尾递归优化, 所以这样递归不会有性能问题)
```elixir
def serve(socket) do
@ -297,9 +297,27 @@ defmodule Server do
end
```
## 使用方式
### 客户端
### 服务端
### 使用方式
#### 服务端
```sh
mix run --no-halt
```
#### 客户端
```sh
mix escript.build
./client --port 2000
```
输入 register 注册一个聊天, 输入 find 连接另一个使用相同用户名密码 find 的人
### 更多参考
[B站搬运的 Python 实现](https://www.bilibili.com/video/BV1Vo4y1S7XQ)<br>
[在 Python 实现之前使用 Netcat 演示](https://www.youtube.com/watch?v=TiMeoQt3K4g&ab_channel=EngineerMan)
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作者简介: 一个高中生<br>
B站: 董地瓜(Minecraft红石生存, 高压电, 编程, GeoGebra 区up猪)
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## 后记