Trabalho com conexão TCP - Trabalho 2

Implementação de Cliente/Servidor TCP Multithread com Transferência de Arquivos e Chat

Objetivo do Projeto

Desenvolver uma aplicação cliente-servidor utilizando o protocolo TCP e programação de sockets. O servidor deve lidar com múltiplos clientes simultaneamente (multithreading) e oferecer transferência de arquivos com verificação de integridade (SHA) e um serviço de chat.

Exemplos de Partida (Hello World)

Para se familiarizar com a API de sockets e Threads, sugere-se iniciar com exemplos básicos de cada linguagem:

Python: Socket Programming in Python
Java: A Guide to Java Sockets
C: TCP Server-Client in C
C++: Socket Programming in C/C++

Restrição Técnica: É obrigatório utilizar a API de sockets diretamente. Não é permitido o uso de bibliotecas que abstraiam a manipulação de conexões TCP.

Requisitos de Manipulação de Arquivos

Ao implementar a funcionalidade de transferência de arquivos, o aluno deve se atentar obrigatoriamente a:

Verificação de Existência: O servidor deve validar se o arquivo solicitado existe antes de iniciar a transferência, enviando um erro padronizado caso contrário.
Diretório Padrão: O servidor deve apenas servir arquivos localizados em um diretório específico (ex: pasta /arquivos).

ALERTA DE SEGURANÇA (Path Injection / Traversal): Um erro comum e extremamente explorado por atacantes é a falta de validação do nome do arquivo enviado pelo usuário. Se o seu servidor apenas concatena o que o usuário envia ao caminho da pasta (ex: ./arquivos/ + entrada_usuario), um atacante pode enviar strings como ../../etc/passwd ou ../../windows/system32/config/SAM para acessar qualquer arquivo do seu sistema operacional. O seu código deve sanitizar a entrada para impedir que o usuário saia do diretório padrão.

Requisitos do Servidor TCP (Multithread)

Gerenciamento de Conexões: Aceitar conexões e, para cada cliente (accept), criar uma thread dedicada.
Funcionalidades da Thread:
- Loop de recepção de comandos (Sair, Arquivo, Chat).
- Cálculo de Hash SHA-256 em tempo real (lendo em chunks para eficiência).
- Envio de mensagens de chat iniciadas pelo servidor (Broadcast para os clientes).

Requisitos do Cliente TCP

Interface: Menu interativo (Sair, Arquivo, Chat).
Integridade: Comparar o SHA recebido do servidor com o SHA calculado localmente após o download.
Concorrência no Cliente: O cliente deve ser capaz de receber mensagens de chat mesmo enquanto aguarda uma entrada de teclado do usuário.

Roteiro para Vídeo de Apresentação

REGRA CRÍTICA: O código mostrado no vídeo NÃO PODE TER COMENTÁRIOS. O aluno deve explicar a lógica verbalmente. Código com comentários que auxiliem a leitura da explicação resultará em penalização.
Envio: Link do YouTube (máximo 5 min) e arquivo .ZIP no Classroom.

Itens Obrigatórios a Demonstrar e Explicar

Critérios de Avaliação (Demonstração e Explicação Técnica):

Multithreading e Chat Bidirecional (2,5 pts):
1. Demonstração do servidor atendendo dois clientes simultaneamente.
2. O cliente deve ser capaz de receber mensagens de chat do servidor (broadcast) mesmo enquanto aguarda o usuário digitar um comando (uso de threads no cliente).
Protocolo, Framing e Arquivos Grandes (2,5 pts):
1. Demonstração da transferência bem-sucedida de um arquivo > 10 MB.
2. Explicação técnica de como o código segmenta o arquivo e como o protocolo separa os comandos/metadados dos dados brutos no stream TCP.
Segurança de Diretório (2,5 pts):
1. Demonstração do tratamento para arquivos inexistentes e proteção contra Path Traversal (bloqueio de acesso fora da pasta raiz). O servidor deve recusar requisições que tentem acessar arquivos fora da pasta raiz (ex: usando ../../).
Integridade via SHA-256 (2,5 pts):
1. Demonstração do cálculo de Hash SHA no servidor e a validação automática no cliente após a recepção do arquivo grande.
2. Explicar como o cálculo é feito em pedaços (chunks) para não estourar a memória RAM.

Dicas Técnicas

Para o Chat bidirecional no Cliente, você provavelmente precisará de uma thread para ler o teclado e outra para ler o socket simultaneamente, evitando que o programa fique travado esperando o usuário digitar.

O Problema do Stream TCP: Lembre-se que o TCP não preserva os limites das mensagens. Se você enviar o “Nome do Arquivo” e o “Conteúdo” em dois comandos send() seguidos, eles podem chegar colados no receptor. Sugestão: Implemente um cabeçalho inicial de tamanho fixo que informe ao receptor quantos bytes ele deve ler para o comando e quantos para os dados.

Cálculo de SHA em Arquivos Grandes: Para arquivos acima de 10MB, evite ler o arquivo inteiro para a memória. Leia-o em blocos (ex: 4KB ou 8KB), alimentando o algoritmo de Hash gradualmente antes de enviar os bytes pelo socket.

Prof. Mauro Fonseca - UTFPR - DAINF

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