Cifrado y descifrado asimétrico con RSA utilizando C#/Mono

Introducción.

En criptografía, RSA (Rivest, Shamir y Adleman) es un sistema criptográfico de clave pública desarrollado en 1977. En la actualidad, RSA es el primer y más utilizado algoritmo de este tipo y es válido tanto para cifrar como para firmar digitalmente.

La seguridad de este algoritmo radica en el problema de la factorización de números enteros. Los mensajes enviados se representan mediante números, y el funcionamiento se basa en el producto, conocido, de dos números primos grandes elegidos al azar y mantenidos en secreto. Actualmente estos primos son del orden de 10200, y se prevé que su tamaño aumente con el aumento de la capacidad de cálculo de los ordenadores.

Como en todo sistema de clave pública, cada usuario posee dos claves de cifrado: una pública y otra privada. Cuando se quiere enviar un mensaje, el emisor busca la clave pública del receptor, cifra su mensaje con esa clave, y una vez que el mensaje cifrado llega al receptor, este se ocupa de descifrarlo usando su clave privada.

Se cree que RSA será seguro mientras no se conozcan formas rápidas de descomponer un número grande en producto de primos. La computación cuántica podría proveer de una solución a este problema de factorización.

Tomado del artículo RSA de Wikipedia.

Implementación.

La aplicación de demostración de esta técnica requiere del uso de por lo menos los siguientes namespaces.

using System;
using System.IO;
using System.Security;
using System.Security.Cryptography;

Proveedor del servicio de cifrado RSA.

El núcleo de la implementación es el objeto RSACryptoServiceProvider que realiza las labores de cifrado/descifrado de información.

public static RSACryptoServiceProvider rsa;

Establecer los valores iniciales del servicio.

En este punto se establecen los valores iniciales de configuración del servicio, los cuales son en su mayoría opcionales, y se instancia el objeto mencionado anteriormente.

const string CONTAINER_NAME = "ContenedorRSA";

CspParameters cspParams;
cspParams = new CspParameters(1);	// PROV_RSA_FULL
cspParams.Flags = CspProviderFlags.UseDefaultKeyContainer;
cspParams.KeyContainerName = CONTAINER_NAME;

// Instanciar el algoritmo de cifrado RSA

rsa = new RSACryptoServiceProvider(cspParams);

Generar las llaves.

En esta etapa se crea una pareja de llaves: pública y privada, para las labores de cifrado.  Estas se almacenan por conveniencia en formato XML en los archivos llave_publica.xml y llave_privada.xml correspondientemente.

// Generar y almacenar la llave pública

writer = new StreamWriter(@"llave_publica.xml");
string publicOnlyKeyXML = rsa.ToXmlString(false);
writer.Write(publicOnlyKeyXML);
writer.Close();

// Generar y almacenar la llave privada

writer = new StreamWriter(@"llave_privada.xml");
string publicPrivateKeyXML = rsa.ToXmlString(true);
writer.Write(publicPrivateKeyXML);
writer.Close();

Cargar las llaves.

Una vez que han sido creadas y almacenadas las llaves, estas no deben ser creadas nuevamente.  Para su uso se cargan desde los correspondientes archivos XML y se asocian con el proveedor de cifrado.

// Cargar y asociar la llave pública al proveedor de cifrado

StreamReader reader = new StreamReader(@"llave_publica.xml");
string publicOnlyKeyXML = reader.ReadToEnd();
rsa.FromXmlString(publicOnlyKeyXML);
reader.Close();

// Cargar y asociar la llave privada (y pública) al proveedor de cifrado

StreamReader reader = new StreamReader(@"llave_privada.xml");
string publicPrivateKeyXML = reader.ReadToEnd();
rsa.FromXmlString(publicPrivateKeyXML);
reader.Close();

Cifrar la información.

Para realizar el cifrado de los datos es necesario contar con la llave pública del destinatario.

cargarLlavePublica();

// Convertir el texto a cifrar (plano) a su representación en bytse

byte[] textoPlanoBytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(textoPlano);

// Realizar el proceso de cifrado

byte[] textoCifradoBytes = rsa.Encrypt(textoPlanoBytes, false);

// Convertir el mensaje cifrado a su representación en cadena

string MensajeCifrado = Convert.ToBase64String(textoCifradoBytes);

Descifrar la información.

Para descifrar los datos y obtener el mensaje original es necesario contar con la llave privada del destinatario del mensaje.

cargarLlavePrivada();

// Convertir el texto cifrado a su representación en bytse

byte[] textoCifradoBytes = Convert.FromBase64String(textoCifrado);

// Realizar el proceso de descifrado

byte[] textoPlanoBytes = rsa.Decrypt(textoCifradoBytes, false);

// Convertir el mensaje descifrado a su representación en cadena

string MensajeDescifrado = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(textoPlanoBytes);

Aplicación de demostración.

Aplicación de demostración del uso del algoritmo
Aplicación de demostración del uso del algoritmo RSA

$ gmcs “/out:RSASample.exe” “/r:/usr/lib/mono/2.0/System.dll” /t:exe “RSASample/Main.cs”

Enlaces.

Cifrado y descifrado simétrico con Rijndael (AES) utilizando C#/Mono

Introducción.

Advanced Encryption Standard (AES), también conocido como Rijndael (pronunciado “Rain Doll” en inglés), es un esquema de cifrado por bloques adoptado como un estándar de cifrado por el gobierno de los Estados Unidos. El AES fue anunciado por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) como FIPS PUB 197 de los Estados Unidos (FIPS 197) el 26 de noviembre de 2001 después de un proceso de estandarización que duró 5 años.  Se transformó en un estándar efectivo el 26 de mayo de 2002. Desde 2006, el AES es uno de los algoritmos más populares usados en criptografía simétrica.

El cifrador fue desarrollado por dos criptólogos belgas, Joan Daemen y Vincent Rijmen, ambos estudiantes de la Katholieke Universiteit Leuven, y enviado al proceso de selección AES bajo el nombre “Rijndael”.

Tomado del artículo Advanced Encryption Standard de Wikipedia.

Implementación con strings.

La aplicación de demostración de esta técnica requiere del uso de por lo menos los siguientes namespaces.

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using System.IO;

Establecer la clave y el vector de inicio.

Estos valores pueden ser especificados manualmente o de manera automática por el framework.  La implementación para permitir que se definan automáticamente estos valores es la siguiente.

Rijndael rijndael = Rijndael.Create();
byte[] key = rijndael.Key;
byte[] iv  = rijndael.IV;

Es posible forzar la generación de nuevas claves y nuevos vectores de inicio para el algoritmo utilizando los métodos rijndael.GenerateKey() y rijndael.GenerateIV() respectivamente.

Si por el contrario se desea especificar estos valores manualmente su implementación es la siguiente siendo strKey y strIv, la clave y el vector de inicialización como cadenas de texto.

byte[] key = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(strKey);
byte[] iv  = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(strIv);

Especificando estos valores manualmente es necesario garantizar que sus longitudes sean válidas para el algoritmo.  En este caso se utilizará una longitud de clave de 32 bits y una longitud de vector de inicio de 16 bits.

int keySize = 32;
int ivSize = 16;

Array.Resize(ref key, keySize);
Array.Resize(ref iv, ivSize);

Cifrado de cadenas de texto.

Para cifrar la información se requiere de los siguientes parámetros.

  1. Cadena de texto con los datos a cifrar.
  2. Clave.
  3. Vector de inicio.

El proceso retornará finalmente una cadena de texto con los datos cifrados.

/**
 * Cifra una cadena texto con el algoritmo de Rijndael
 *
 * @param	plainMessage	mensaje plano (sin cifrar)
 * @param	Key		        clave del cifrado para Rijndael
 * @param	IV		        vector de inicio para Rijndael
 * @return	string		        texto cifrado
 */

public static string encryptString(String plainMessage, byte[] Key, byte[] IV)
{
    // Crear una instancia del algoritmo de Rijndael

    Rijndael RijndaelAlg = Rijndael.Create();

    // Establecer un flujo en memoria para el cifrado

    MemoryStream memoryStream = new MemoryStream();

    // Crear un flujo de cifrado basado en el flujo de los datos

    CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(memoryStream,
                                                 RijndaelAlg.CreateEncryptor(Key, IV),
                                                 CryptoStreamMode.Write);

    // Obtener la representación en bytes de la información a cifrar

    byte[] plainMessageBytes = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(plainMessage);

    // Cifrar los datos enviándolos al flujo de cifrado

    cryptoStream.Write(plainMessageBytes, 0, plainMessageBytes.Length);

    cryptoStream.FlushFinalBlock();

    // Obtener los datos datos cifrados como un arreglo de bytes

    byte[] cipherMessageBytes = memoryStream.ToArray();

    // Cerrar los flujos utilizados

    memoryStream.Close();
    cryptoStream.Close();

    // Retornar la representación de texto de los datos cifrados

    return Convert.ToBase64String(cipherMessageBytes);
}

Descifrado de cadenas de texto.

El proceso inverso, el de descifrado, se realiza de manera antagónica.  Para hacerlo es necesario contar con los siguientes parámetros.

  1. Cadena de texto con los datos cifrados.
  2. Clave.
  3. Vector de inicio.

El proceso retornará finalmente una cadena de texto con los datos descifrados.

/**
 * Descifra una cadena texto con el algoritmo de Rijndael
 *
 * @param	encryptedMessage	mensaje cifrado
 * @param	Key			clave del cifrado para Rijndael
 * @param	IV			vector de inicio para Rijndael
 * @return	string			texto descifrado (plano)
 */

public static string decryptString(String encryptedMessage, byte[] Key, byte[] IV)
{
    // Obtener la representación en bytes del texto cifrado

    byte[] cipherTextBytes = Convert.FromBase64String(encryptedMessage);

    // Crear un arreglo de bytes para almacenar los datos descifrados

    byte[] plainTextBytes = new byte[cipherTextBytes.Length];

    // Crear una instancia del algoritmo de Rijndael

    Rijndael RijndaelAlg = Rijndael.Create();

    // Crear un flujo en memoria con la representación de bytes de la información cifrada

    MemoryStream memoryStream = new MemoryStream(cipherTextBytes);

    // Crear un flujo de descifrado basado en el flujo de los datos

    CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(memoryStream,
                                                 RijndaelAlg.CreateDecryptor(Key, IV),
                                                 CryptoStreamMode.Read);

    // Obtener los datos descifrados obteniéndolos del flujo de descifrado

    int decryptedByteCount = cryptoStream.Read(plainTextBytes, 0, plainTextBytes.Length);

    // Cerrar los flujos utilizados

    memoryStream.Close();
    cryptoStream.Close();

    // Retornar la representación de texto de los datos descifrados

    return Encoding.UTF8.GetString(plainTextBytes, 0, decryptedByteCount);
}

Implementación con archivos.

El cifrado y descifrado de mensajes en archivos se realiza de manera similar al expuesto anteriormente con cadenas, sin embargo varían los flujos (streams) utilizados para obtener y dirigir el flujo de la información.

Cifrado a archivos.

/**
 * Cifra una cadena texto con el algoritmo de Rijndael y lo almacena en un archivo
 *
 * @param	plainMessage	mensaje plano (sin cifrar)
 * @param	filename	        nombre del archivo donde se almacenará el mensaje cifrado
 * @param	Key		        clave del cifrado para Rijndael
 * @param	IV		        vector de inicio para Rijndael
 * @return	void
 */

public static void encryptToFile(String plainMessage, String filename, byte[] Key, byte[] IV)
{
    // Crear un flujo para el archivo a generarse

    FileStream fileStream = File.Open(filename, FileMode.OpenOrCreate);

    // Crear una instancia del algoritmo Rijndael

    Rijndael RijndaelAlg = Rijndael.Create();

    // Crear un flujo de cifrado basado en el flujo de los datos

    CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(fileStream,
                                                 RijndaelAlg.CreateEncryptor(Key, IV),
                                                 CryptoStreamMode.Write);

    // Crear un flujo de escritura basado en el flujo de cifrado

    StreamWriter streamWriter = new StreamWriter(cryptoStream);

    // Cifrar el mensaje a través del flujo de escritura

    streamWriter.WriteLine(plainMessage);

    // Cerrar los flujos utilizados

    streamWriter.Close();
    cryptoStream.Close();
    fileStream.Close();
}

Descifrado de archivos.

/**
 * Descifra el contenido de un archivo con el algoritmo de Rijndael y lo retorna
 * como una cadena de texto plano
 *
 * @param	filename		nombre del archivo donde se encuentra el mensaje cifrado
 * @param	Key			clave del cifrado para Rijndael
 * @param	IV			vector de inicio para Rijndael
 * @return	string			mensaje descifrado (plano)
 */

public static string decryptFromFile(String filename, byte[] Key, byte[] IV)
{
    // Crear un flujo para el archivo a generarse

    FileStream fileStream = File.Open(filename, FileMode.OpenOrCreate);

    // Crear una instancia del algoritmo Rijndael

    Rijndael RijndaelAlg = Rijndael.Create();

    // Crear un flujo de cifrado basado en el flujo de los datos

    CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(fileStream,
                                                 RijndaelAlg.CreateDecryptor(Key, IV),
                                                 CryptoStreamMode.Read);

    // Crear un flujo de lectura basado en el flujo de cifrado

    StreamReader streamReader = new StreamReader(cryptoStream);

    // Descifrar el mensaje a través del flujo de lectura

    string plainMessage = streamReader.ReadLine();

    // Cerrar los flujos utilizados

    streamReader.Close();
    cryptoStream.Close();
    fileStream.Close();

    return plainMessage;
}

Aplicación de demostración.

La aplicación de demostración incluye los conceptos y el código expuestos en este artículo.  Con ella es posible cifrar y descifrar un mensaje que consiste en una cadena de texto arbitraria en memoria y en un archivo.

Aplicación de demostración del uso del algoritmo Rijndael
Aplicación de demostración del uso del algoritmo Rijndael

Construír la aplicación.

La aplicación de demostración puede construírse utilizando la solución incluída en la distribución con MonoDevelop o Visual Studio.  También es posible construírla desde línea de comando (Mono) mediante la siguiente instrucción.

$ gmcs “/out:RijndaelSample.exe” “/r:/usr/lib/mono/2.0/System.dll” /t:exe “RijndaelSample/Main.cs”

Enlaces.

Calculando hashes (MD5 y SHA1) con C#/Mono

Introducción.

Una función de hashing recibe un bloque de datos arbitrarios y genera de manera determinística un arreglo de bytes con el valor de su hash, el cual tiene como característica el ser único para los datos procesados.

Los valores de hash tienen múltiples usos, entre ellos se utilizan en la criptografía para garantizar que la información de un mensaje no ha sido modificada.  Con este mismo uso, comúnmente se utiliza para determinar si la descarga de archivos ha sido exitosa o no (md5sum).

Existen varios algortimos de hashing, los mas conocidos son MD5 de 128 bits y SHA1 de 160 bits.  El primero de ellos es muy utilizado actualmente, especialmente para el almacenamiento de contraseñas, sin embargo ya no se considera seguro por lo cual es conveniente utilizar el segundo mencionado.

Implementación en C#/Mono.

Para la implementaciones que se describen a continuación se utilizaron los siguientes namespaces.

using System;
using System.IO;
using System.Text;
using System.Security.Cryptography;

Calcular el hash de una cadena.

El primer paso es crear instancias de los algoritmos de hashing.

HashAlgorithm md5  = HashAlgorithm.Create("MD5");
HashAlgorithm sha1 = HashAlgorithm.Create("SHA1");

Posteriormente se calcula el valor del hash de la cadena texto (text) especificada.

Byte[] md5Data  = md5.ComputeHash(UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(text));
Byte[] sha1Data = sha1.ComputeHash(UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(text));

Finalmente su valor puede ser manipulado o entregado al usuario.

Console.WriteLine("MD5:  " + BitConverter.ToString(md5Data).Replace("-", ""));
Console.WriteLine("SHA1: " + BitConverter.ToString(sha1Data).Replace("-", ""));

Calcular el hash de un archivo.

El procedimiento es muy similar al cálculo de hash de una cadena, pero a diferencia de este, los datos provienen de un flujo de archivo al cual se le calcula su valor.

FileStream fs = File.OpenRead(filename);

md5Data  = md5.ComputeHash(fs);
sha1Data = sha1.ComputeHash(fs);

fs.Close ();

Georreferenciando de manera fácil y simple con GeoNames utilizando C#/Mono

Introducción.

Últimamente he tenido ganas de desarrollar en C# para retomar este lenguaje que tengo un poco abandonado y al mismo tiempo probar los avances que ha tenido el proyecto Mono.  Que mejor inicio que desarrollar una aplicación muy simple para georreferenciar ciudades aprovechando el servicio web de Geonames, esta a su vez me servirá para complementarla y solucionar un problema de información que tengo para otro proyecto.

Como se podrá apreciar, el código es muy sencillo ya que no utilizo ninguna librería adicional a las estándar, sin embargo es interesante y puede serle de utilidad a alguien mas.

Cuál es la necesidad ?

El problema que se tiene es la necesidad de georreferenciar ubicaciones, es decir, conociendo su nombre obtener su ubicación en términos de latitud y longitud.

Si estoy en Manizales, Caldas, Colombia estaré realmente en latitud 5.07, longitud -75.52056.

Es necesario tener en cuenta que muchas veces el servicio de georreferenciación retorna múltiples resultados ya que pueden haberse referenciado varios sitios con el mismo nombre, haberse cambiado el nombre de la ubicación o tenerse varios hitos de diferente nivel administrativo.  En Geonames esto último se identifica mediante los campos de características.  Consulte el sitio web de Geonames para mas información acerca de los feature codes.

Cómo es el servicio web ?

El servicio web de búsquedas de Geonames recibe una cadena de texto con la ubicación que se desea georreferenciar y retorna una cadena de texto en formato XML (en este caso) con los resultados obtenidos.

Por ejemplo, la consulta de Manizales, Caldas, Colombia se realizaría a través del siguiente URL.

http://ws.geonames.org/search?lang=es&type=xml&style=FULL&q=Manizales,Caldas,Colombia

Retornará el siguiente resultado.

<geonames style="FULL">
    <totalResultsCount>2</totalResultsCount>
    <geoname>
        <toponymName>Manizales</toponymName>
        <name>Manizales</name>
        <lat>5.07</lat>
        <lng>-75.52056</lng>
        <geonameId>3675443</geonameId>
        <countryCode>CO</countryCode>
        <countryName>Colombia</countryName>
        <fcl>P</fcl>
        <fcode>PPLA</fcode>
        <fclName>city, village,...</fclName>
        <fcodeName>seat of a first-order administrative division</fcodeName>
        <population>357814</population>
        <alternateNames>Manisales,Manisalesas,Manizales,Манисалес</alternateNames>
        <elevation/>
        <continentCode>SA</continentCode>
        <adminCode1>37</adminCode1>
        <adminName1>Caldas</adminName1>
        <adminCode2/>
        <adminName2/>
        <alternateName lang="en">Manizales</alternateName>
        <alternateName lang="pl">Manizales</alternateName>
        <alternateName lang="lt">Manisalesas</alternateName>
        <alternateName lang="bg">Манисалес</alternateName>
        <alternateName lang="cs">Manizales</alternateName>
        <alternateName lang="link">http://en.wikipedia.org/wiki/Manizales</alternateName>
        <alternateName lang="de">Manizales</alternateName>
        <alternateName lang="sv">Manizales</alternateName>
        <alternateName lang="es">Manizales</alternateName>
        <alternateName lang="no">Manizales</alternateName>
        <alternateName lang="pt">Manizales</alternateName>
        <timezone dstOffset="-5.0" gmtOffset="-5.0">America/Bogota</timezone>
        <score>1.0</score>
    </geoname>
    <geoname>
        <toponymName>Manizales</toponymName>
        <name>Manizales</name>
        <lat>5.08333</lat>
        <lng>-75.5</lng>
        <geonameId>3675444</geonameId>
        <countryCode>CO</countryCode>
        <countryName>Colombia</countryName>
        <fcl>A</fcl>
        <fcode>ADM2</fcode>
        <fclName>country, state, region,...</fclName>
        <fcodeName>second-order administrative division</fcodeName>
        <population/>
        <alternateNames/>
        <elevation/>
        <continentCode>SA</continentCode>
        <adminCode1>37</adminCode1>
        <adminName1>Caldas</adminName1>
        <adminCode2>3675444</adminCode2>
        <adminName2>Manizales</adminName2>
        <timezone dstOffset="-5.0" gmtOffset="-5.0">America/Bogota</timezone>
        <score>0.3448537290096283</score>
    </geoname>
</geonames>

Finalmente la tarea de la aplicación que consuma el servicio será procesar el documento XML y obtener la información que necesite.

Cómo es la implementación ?

Las librerías (namespaces) utilizados son los siguientes.

using System;
using System.Net;
using System.Text;
using System.Xml;
using System.Collections.Generic;

Se prepara el URL para consumir el servicio con la ubicación a geocodificar.  En este caso, especifico una por defecto si no suministra una.

string location = (args.Length == 0) ? "Manizales, Caldas, Colombia" : args[0];
string url = "http://ws.geonames.org/search?lang=es&type=xml&style=FULL&q=" + location;

Se consume el servicio web y se obtiene la cadena de texto con la respuesta en formato XML.

WebClient client = new WebClient();
string xml = client.DownloadString(url);

Se crea un objeto para manipular el documento XML recién recibido, se obtienen los nodos relacionados con la respuesta de la georreferenciación (geoname)  y se verifica que haya registros, de lo contrario no habrá nada que hacer.

XmlDocument doc = new XmlDocument();
doc.LoadXml(xml);

XmlNodeList geonames = doc.GetElementsByTagName("geoname");

if(geonames.Count == 0)
 throw new Exception("There is no geonames in the result!");
else
 Console.WriteLine("I found " + geonames.Count + " places!n");

Se recorren los resultados obtenidos extrayéndoles la información georreferenciada que se requiera.

foreach(XmlElement place in geonames)
{
 Console.WriteLine("* LUGAR: " + place["name"].InnerText + "n");

 Console.WriteLine("tNombre: "          + place["name"].InnerText);
 Console.WriteLine("tDepartamento: "    + place["adminName1"].InnerText);
 Console.WriteLine("tLatitud: "         + place["lat"].InnerText);
 Console.WriteLine("tLongitud: "        + place["lng"].InnerText);
 Console.WriteLine("tPaís: "            + place["countryName"].InnerText +
                   " (" + place["countryCode"].InnerText + ")");
 Console.WriteLine("tPoblación: "       + place["population"].InnerText + " habitantes");
 Console.WriteLine("tPaís: "            + place["countryName"].InnerText +
                   " (" + place["countryCode"].InnerText + ")");
 Console.WriteLine("tCaracterísticas: " + place["fcl"].InnerText + "/" + place["fcode"].InnerText +
                   "> " + place["fclName"].InnerText + " (" + place["fcodeName"].InnerText + ")");

 Console.WriteLine();
}

Cómo construyo el programa ?

Si se utiliza VisualStudio/MonoDevelop sólo es necesario abrir la solución (incluída en el paquete de demostración) y ejecutar el comando de Build o Run del menú.

Si se desea realizar manualmente deberá ejecutarse un comando como el siguiente.

$ gmcs “/out:GeoCoderSimple.exe” “/r:/usr/lib/mono/2.0/System.dll” “/r:/usr/lib/mono/2.0/System.Xml.dll” /t:exe “geonames_search_raw/Main.cs

Donde geonames_search_raw/Main.cs es el código fuente de la aplicación y GeoCoderSimple.exe será el archivo binario resultante.

Cómo ejecuto el ejemplo ?

Ya sea invocándolo desde el IDE o desde línea de comando, el programa recibe un argumento.  En caso de obviarse este argumento se utilizará el valor por defecto.

$ ./GeoCoderSimple.exe

I found 2 places!

* LUGAR: Manizales

 Nombre: Manizales
 Departamento: Caldas
 Latitud: 5.07
 Longitud: -75.52056
 País: Colombia (CO)
 Población: 357814 habitantes
 País: Colombia (CO)
 Características: P/PPLA> city, village,... (seat of a first-order administrative division)

* LUGAR: Manizales

 Nombre: Manizales
 Departamento: Caldas
 Latitud: 5.08333
 Longitud: -75.5
 País: Colombia (CO)
 Población:  habitantes
 País: Colombia (CO)
 Características: A/ADM2> country, state, region,... (second-order administrative division)

Enlaces.

Utilizando el Wiimote con C#: parte II

HelloWii 0.1 screenshot
HelloWii 0.1 screenshot

Introducción.

Antes de publicar el código fuente del HelloWii, decidí hacer un poco de refactory obteniendo los siguientes productos y conclusiones.

  • La clase WiiController que es un recubrimiento (wrapper) de la librería WiimoteLib y que simplifica su acceso.  Está desarrollada en C#.
  • Se utilizó el patrón observador (interfaz WiiControllerObserver) para permitirle a los interesados registrarse con el control para ser notificados de sus cambios de estado.  De igual manera es posible obtener información de este por demanda.
  • Si el observador es el mismo componente de UI (Form por ejemplo) es recomendable remover el registro del observador (unregisterObserver) antes de cerrar/destruír la componente/aplicación y evitar así excepciones generadas durante intentos de actualización mientras se cierra el componente.
  • Se adaptó la aplicación de demostración para utilizar a un objeto WiiController como interfaz en lugar de utilizar a la librería directamente.
  • Con el rediseño se esperaba evitar el problema del cross-threading pero no fue posible.

Como se mencionó no fue posible obviar la situación generada por la ejecución de instrucciones entre distintos hilos: la interfaz de usuario y la librería de acceso al wiimote que genera los problemas y explicación ya fueron expuestos.  Sin embargo, revisando el foro de WiimoteProject encontré que es posible indicarle al componente visual de .NET que se encuentre accediendo a la librería (inclusive indirectamente a través de WiiController) que ignore este tipo de accesos ilegales entre hilo al evitando su revisión, esto se logra agregando la siguiente instrucción al constructor del componente.

CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;

API de la clase WiiController.

La clase WiiController cuenta con los siguientes métodos.

  • public void connect() – Creates the conexion with the wiimote.
  • public void disconnect() – Makes the disconnection of the wiimote..
  • public bool isConnected() – Checks if the wiimote has been already connected..
  • public void refreshStatus(WiimoteState source) – Updates the references to the internal information of the wiimote.
  • public void setReportType(WiimoteLib.InputReport type) – Selects the the type of information report that is expected from the controller.
  • public float getBattery() – Gets the battery level of the wiimote.
  • public String getId() – Gets the ID of the controller.
  • public bool[] getAllButtonsStatus() – State of all buttons of the wiimote.
  • public bool getButtonStatus(String name) – The status of a button on the wiimote.
  • public bool[] getAllLedsStatus() – The status of all leds of the wiimote.
  • public bool getLedStatus(int id) – The status of an individual led.
  • public void setLeds(bool l1, bool l2, bool l3, bool l4) – Change the state of the wiimote’s leds.
  • public void setLeds(bool[] leds) – Change the state of the wiimote’s leds.
  • public void turnLed(int index, bool status) – Change the state of an individual led.
  • public int[] getAcceleration() – Obtains the acceleration of the wiimote.
  • public int getAcceleration(String axis) – Obtains the acceleration of the wiimote.
  • public bool isRumbling() – Checks if the rumbling device is active.
  • public void rumble(bool status) – Change the state of the wiimote’s rumbling device.
  • public bool isObserver(WiiControllerObserver observer) – Checks if an observer is already registered.
  • public bool registerObserver(WiiControllerObserver observer) – Register a new observer on the controller.
  • public bool unregisterObserver(WiiControllerObserver observer) – Unregister an observer from the controller.
  • public bool isExtensionConnected() – Checks if a wiimote’s extension is connected.
  • public String getExtensionTypeConnected() – Get the type name of the connected extension.
  • public int[] getNunchukAcceleration() – Get the acceleration of the nunchuk extension.
  • public int getNunchukAcceleration(String axis) – Get the acceleration of the nunchuk extension.
  • public bool[] getAllNunchukButtonsStatus() – Get the state of the buttons on the nunchuk extension.
  • public bool getNunchukButtonStatus(String name) – Get the state of a button on the nunchuk extension.
  • public int[] getNunchukJoystick() – Get the joystick state on the nunchuk extension.
  • public int getNunchukJoystick(String axis) – Get the joystick value on a selected axis from the nunchuk extension.

Para mas información acerca del API de la clase y de su respectiva utilización consulte la documentación del código fuente inmersa en el archivo WiiController.cs y en WiiForm.cs (aplicación de demostración).

Registrar observadores.

Para registrarse como observador de eventos del wiimote la clase debe implementar la interfaz jimezam.wii.controller.WiiControllerObserver.  Esta interfaz obliga a que se implementen los siguientes métodos.

  • void update() – Invoked when the status of the wiimote is changed.
  • void updateExtension() -Invoked when an extension is connected/disconnected to the wiimote.

La manipulación del registro de un observador se realiza utilizando los métodos registerObserver y unregisterObserver de la clase WiiController descritos anteriormente.

Enlaces.

Selección de Debug/Release en Visual C# Express 2008

Esta semana, gracias a las pruebas con el Wiimote he vuelto a trabajar con C#, esta vez con utilizando el Visual C# Express 2008.  Encontré un problema, cuando quise generar la versión final de la aplicación no pude encontrar la opción que me permitiera elegir entre las presentaciones Debug/Release del ejecutable generado.

Buscando en Internet encontré que hay dos formas de hacerlo.

  1. Presionando F5 se construye el ejecutable en modo Debug, presionando CTRL+F5 se construye el ejecutable en modo Release.
  2. Si realmente se desea tener visible el menú que le permita seleccionar el modo del ejecutable y la CPU objetivo realice los siguientes pasos.
  • Elija el menú Tools > Options.
  • Seleccione la casilla de verificación Show all settings en la parte inferior izquierda.
  • Seleccione la rama Projects and solutions > General.
  • Selecciona la casilla de verificación Show advanced build configurations.
  • Presione el botón OK para aceptar los cambios.

debug-release-bar