# 功能
- [x] Diffie-Hellman 密钥交换安全传输（启动时第一件事）
- [x] 用AES加密所有的传输内容
- [x] 包分为OpCode和Parameters，用binary序列化反序列化Parameters
- [x] 使用数据库存储用户信息、好友关系、房间信息、加入房间状态、所有聊天记录
- [x] tkinter GUI
- [x] 有新消息时自动滚动到底部
- [x] 窗口放大缩小
- [x] 服务器、客户端通过JSON文件配置
- [x] 联系人列表；按照最后发消息的时间排序好友和群；未读的消息用红点标注数量；显示并实时更新在线状态
- [x] 加好友功能，对方收到通知，通过/拒绝/推迟到下次登入时询问
- [x] 防止重复打开窗口，如果已经打开则使窗口获得焦点
- [x] 账号只能在一处登入，在别处登入时把原来登入的踢下线
- [x] 再次打开时恢复所有聊天记录、用户离线时收到的未读的消息用红点标注数量
- [x] 支持多行内容（Enter换行，Ctrl+Enter发送）；支持聊天字体的设置
- [x] 支持图片传输
- [x] 群聊功能、加群、创建群
- [x] 群聊中显示群成员（双击打开聊天窗口/发送好友请求）；实时显示群成员在线状态，置顶在线的成员
- [x] 智能的联系人列表中的最近消息（同QQ，群聊则显示发送者昵称，图片则显示[图片消息]，自动处理换行）
# 安装说明
Python版本: 3.5
```
pip install pycrypto # 用于AES加密
pip install Pillow # 支持JPG等格式图片的发送
```
也可以运行
```
pip install -r requirements.txt
```
# 运行方法
```
python run_client.py
python run_server.py
```
（一次只能运行一个server，但可以运行N个client）
# 配置文件
server和client共用```config.json```
```
{
"crypto": {
"base": ..,
"modulus": ...
},
"client": {
"server_ip": "127.0.0.1",
"server_port": 8111
},
"server": {
"bind_ip": "0.0.0.0",
"bind_port": 8111
}
}
```
大多都容易理解，需要注意的是```crypto```部分，这里的```base```和```modulus```是Diffie-Hellman密钥交换时用到的，应该为两个大素数。
# 文件目录
```
│ config.json
│ README.md
│ run_client.py
│ run_server.py
│
├─client
│ │ __init__.py
│ │
│ ├─components
│ │ contact_item.py
│ │ vertical_scrolled_frame.py
│ │ __init__.py
│ │
│ ├─forms
│ │ boilerplate.txt
│ │ chat_form.py
│ │ contacts_form.py
│ │ login_form.py
│ │ register_form.py
│ │ __init__.py
│ │
│ ├─memory
│ │ __init__.py
│ │
│ └─util
│ │ __init__.py
│ │
│ └─socket_listener
│ __init__.py
│
├─common
│ │ config.py
│ │ global_vars.py
│ │ __init__.py
│ │
│ ├─cryptography
│ │ crypt.py
│ │ prime.py
│ │ __init__.py
│ │
│ ├─message
│ │ __init__.py
│ │
│ ├─transmission
│ │ secure_channel.py
│ │ __init__.py
│ │
│ └─util
│ __init__.py
│
└─server
│ database.db
│ main.sql
│ __init__.py
│
├─broadcast
│ __init__.py
│
├─event_handler
│ add_friend.py
│ client_echo.py
│ create_room.py
│ join_room.py
│ login.py
│ query_room_users.py
│ register.py
│ resolve_friend_request.py
│ send_message.py
│ __init__.py
│
├─memory
│ __init__.py
│
└─util
│ __init__.py
│
└─database
__init__.py
```
# 预览图
# 自制聊天协议说明
本聊天协议受到HTTP协议启发
1. 无状态（除了登入操作之外）。
2. Request Body和Response Body使用键值对的方式，键为string，值可以为任意类型。
略作了修改
1. 登入时设置socket状态，后续传输不必再次说明身份。
2. 每个包头加入Request/Response Type，每个Type对应一种固定的操作，对应固定的参数列表。
3. 使用二进制而非类JSON方式传输，节省流量。
这种设计的优点
1. 简单易懂，易于测试（因为无状态）。
2. 灵活方便，无需为不同的操作类型写不同的处理程序。
3. 可以传输非常复杂的数据结构（如：登入时的所有N条未读消息（每条都含有发件人/时间/消息内容/甚至图片二进制）都是放在一个包里的）。
这种设计的缺点
1. 每个字段要指定一个key（如:user,pwd），每个value的类型要有一个byte指定，略浪费流量。
增加安全性，防止被窃听：
1. 自制的安全传输协议，在启动时会使用Diffie-Hellman算法与服务器交换密钥。
2. 交换完密钥后，所有的传输都会经过AES加密。
3. 客户端和服务器除了在协议上需要达到共识，不需要共享任何其他数据。
4. 在不安全的信道上，就算所有数据都被窃听，窃听者也无法解密消息内容。
缺点：
1. 无法防中间人攻击（没有做数字签名等）。
# 协议详细说明
*注：具体实现可以看```src/common/cryptography```、```src/common/transmission```和```src/common/message```*
协议设计的宗旨是：无状态、分层设计、以先发送长度再发送内容的方式设计。
网络包分为四层，前三层格式一致，第四层是值层，格式根据值类型不同而不同。构造分别如下：
## 层1（解密前）：
1. Length of Message Body (4Bytes)
2. Length of AES padding (1Byte) *AES加密填充用*
3. AES IV (16Bytes) *AES初始向量*
4. Message Body *被AES加密的内容*
## 层2（解密后）：
1. Message Type (4Bytes) *定义```MessageType```，见```src/common/message```*
2. Array of parameters.. *N个层3的数据*
## 层3（参数）：
1. Type of Parameter (1Byte) *定义```VAR_TYPE```，见```src/common/message```*
2. Length of Body (4 Bytes)
3. Body of Parameter *具体层4的数据，怎么解释需要根据```VAR_TYPE```决定，见层4*
## 层4（基础类型如int、str、bool、float、binary等）：
1. Packed Data (Using struct.pack in Python) *(直接转成bytes)*
## 层4（List）：
1. Array of Level 3 Data Pack *(N个层3的数据)*
## 层4（Dictionary）：
1. Length of Key (1 Byte) *Key的长度*
2. Key *Key的值（字符串）*
3. Level 3 Data Pack *层3数据作为Value的值*
4. Repeat.. *重复123*
一般来说，真正使用时，会选择直接发送一个List或者Dictionary作为层3，这样可以一次和服务器交换多个参数。
比如```self.sc.send(MessageType.login, [username, password])```
这种设计非常强大，结合```src/common/transmission```中的AES加密，可以无缝和服务器**安全**交换非常复杂的数据。比如，一个用户的所有离线未读消息（有N条，每条可能是不同的房间、不用的发送者，都包含不同的时间、字体大小，可能还有图片），可以通过一个包发送给客户端，效率非常高。
# 用SQLite存储用户信息和未读消息
数据库在```src/server/database.db```，结构如下：
```
CREATE TABLE "chat_history" (
"id" INTEGER NOT NULL,
"user_id" INTEGER,
"target_id" INTEGER,
"target_type" TEXT,
"data" BLOB,
"sent" INTEGER,
PRIMARY KEY ("id" ASC)
);
CREATE TABLE "friends" (
"from_user_id" INTEGER NOT NULL,
"to_user_id" INTEGER NOT NULL,
"accepted" TEXT,
PRIMARY KEY ("from_user_id" ASC, "to_user_id")
);
CREATE TABLE "rooms" (
"id" INTEGER NOT NULL,
"room_name" TEXT,
PRIMARY KEY ("id")
);
CREATE TABLE "room_user" (
"id" INTEGER
network-pj-chatroom.zip （83个子文件） 
network-pj-chatroom 
run_server.py 26B preview_imgs 
3.png 26KB dfh.png 44KB 1.png 7KB 6.png 25KB 5.png 82KB 4.png 23KB 8.png 335KB 7.png 38KB 2.png 127KB run_client.py 26B
presentation_slides.pptx 823KB client __init__.py 779B forms __init__.py 1B
boilerplate.txt 2KB contacts_form.py 9KB register_form.py 3KB chat_form.py 9KB login_form.py 3KB components __init__.py 1B vertical_scrolled_frame.py 2KB contact_item.py 2KB memory __init__.py 530B util __init__.py 0B socket_listener __init__.py 5KB .git index 6KB HEAD 23B refs heads master 41B tags remotes origin HEAD 32B objects pack pack-e04b6a670d8aa79b858b415af220765714f9332d.pack 2.4MB pack-e04b6a670d8aa79b858b415af220765714f9332d.idx 11KB info description 73B packed-refs 114B info exclude 240B logs HEAD 191B refs heads master 191B remotes origin HEAD 191B hooks post-update.sample 189B prepare-commit-msg.sample 1KB commit-msg.sample 896B pre-receive.sample 544B update.sample 4KB pre-commit.sample 2KB pre-rebase.sample 5KB applypatch-msg.sample 478B fsmonitor-watchman.sample 5KB push-to-checkout.sample 3KB pre-applypatch.sample 424B pre-push.sample 1KB pre-merge-commit.sample 416B config 344B common __init__.py 0B message __init__.py 6KB global_vars.py 28B cryptography __init__.py 1B crypt.py 448B prime.py 462B util __init__.py 1KB transmission __init__.py 1B secure_channel.py 4KB config.py 154B requirements.txt 29B config.json 451B .gitignore 23B server __init__.py 4KB database.db 7KB main.sql 2KB broadcast __init__.py 132B memory __init__.py 439B util __init__.py 70B database __init__.py 4KB event_handler client_echo.py 304B __init__.py 1003B bad.py 227B create_room.py 625B query_room_users.py 527B resolve_friend_request.py 1KB register.py 708B add_friend.py 1KB send_message.py 3KB login.py 2KB join_room.py 675B README.md 10KB资源评论
