C++でWebSocketハンドシェイク

ハンドシェイクのだいたいの流れ。

リクエストヘッダSEC-WEBSOCKET-KEYに設定された文字列に"258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"という固定文字列を連結したものをSHA-1エンコードしてからBASE64したものを101レスポンスで返します。

処理自体は難しくないけど、主にCryptoPPの使い方のためにメモ。

あと、地味にboost::base64_from_binaryがパディングの=をくっつけてくれないのも罠でした。

websocket_hanshake.cpp

#include <boost/archive/iterators/base64_from_binary.hpp>
#include <boost/archive/iterators/transform_width.hpp>
#include <cryptopp/sha.h>

using namespace std;
using namespace boost::archive::iterators;

#define HANDSHAKE_MAGIC_STRING "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"

// 中略

    // Upgrade処理
    void HttpHeaderPacketParser::upgrade()
    {
        string encoded_text =
            toBase64( toSHA1( http_request_header_["SEC-WEBSOCKET-KEY"]+HANDSHAKE_MAGIC_STRING ) );

        string http_response_header;

        http_response_header += "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n";
        http_response_header += "Upgrade: websocket\r\n";
        http_response_header += "Connection: Upgrade\r\n";
        http_response_header += "Sec-WebSocket-Accept: "+encoded_text+"\r\n";
        http_response_header += "\r\n";

        connection_.write(http_response_header.c_str(), http_response_header.length());

        connection_.switch_packet_parser(boost::shared_ptr<PacketParser>(new WebSocketParser(this)));

        cout << http_response_header << endl;
    }

    // バイナリ配列をBase64エンコードした文字列に変換する
    string HttpHeaderPacketParser::toBase64(const vector<byte>& source)
    {
        typedef base64_from_binary<transform_width<vector<byte>::const_iterator,6,8> > base64;

        string encoded_text(
                base64(source.begin()),
                base64(source.end())
                );
        int padding_count = 4-encoded_text.length()%4;
        for (int i=0; i<padding_count; i++) {
            encoded_text += '=';
        }

        return encoded_text;
    }

    // 文字列をSHA1変換する
    vector<byte> HttpHeaderPacketParser::toSHA1(const string& source)
    {
        byte buf[CryptoPP::SHA1::DIGESTSIZE];

        CryptoPP::SHA1().CalculateDigest( buf, reinterpret_cast<const byte*>(source.c_str()), source.length());

        vector<byte> encoded_bytes;
        encoded_bytes.assign(buf, buf+sizeof(buf));

        return encoded_bytes;
    }