Netzwerkprogrammierung in Java Protokollspezifikation Vier Gewinnt

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1 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Lehrstuhl für Informatik IV Prof. Otto Spaniol Netzwerkprogrammierung in Java Protokollspezifikation Vier Gewinnt Das Spezifikationskomitee: Hendrik von Lehn Marcus Gelderie Florian Bade Mara Beilin

2 Inhaltsverzeichnis Vier Gewinnt 2. Regeln Spielspezifische Suchparameter Query-Format QueryHit-Format Kommunikationsprotokoll Handshake Spielstart Nachrichtenformate Treuhandfunktion der Bank Spielablauf Beispielablauf Lehrstuhl für Informatik 4 Sommersemester 2007

3 Vier Gewinnt Dieses Spiel hat die Spiel-ID 2.. Regeln Das klassische Brettspiel wird auf einem senkrecht stehenden hohlen Spielbrett gespielt, in das die Spieler abwechselnd ihre Spielsteine fallen lassen. Das Spielbrett besteht aus sieben Spalten (senkrecht) und sechs Reihen (waagerecht). Jeder Spieler besitzt 2 gleichfarbige Spielsteine. Wenn ein Spieler einen Spielstein in eine Spalte fallen lässt, besetzt dieser den untersten freien Platz der Spalte. Gewinner ist der Spieler, der es als erster schafft, vier seiner Spielsteine waagerecht, senkrecht oder diagonal in eine Linie zu bringen. Das Spiel endet unentschieden, wenn das Spielbrett komplett gefüllt ist, ohne dass ein Spieler eine Viererlinie gebildet hat. Zeilen x Spalten y Eine Spielfeld-ID besteht aus der Zeile und der Spalte und hat die Form xy..2 Spielspezifische Suchparameter Es gibt keine spielspezifischen Suchparameter..2. Query-Format Da ein Servent der einen Vier-Gewinnt-Server sucht, keine spielspezifischen Suchparameter benötigt, wird das Game Search Len-Feld auf 0 gesetzt GameID min Bet max Bet Game Search Len.2.2 QueryHit-Format Da es keine spielspezifischen Suchparameter gibt, wird bei der QueryHit-Nachricht das Game Search Len-Feld ebenfalls auf 0 gesetzt..3 Kommunikationsprotokoll.3. Handshake Nachdem der Client die Verbindung zum Server aufgebaut hat, sendet der Server eine Begrüßungsnachricht an den Client: Lehrstuhl für Informatik 4 2 Sommersemester 2007

4 Vier Gewinnt Version 0.\n Der Client antwortet mit Vier Gewinnt Version OK\n.3.2 Spielstart Es wird per Zufall entschieden, wer anfangen darf. Dafür wird vom Server und Client eine 4-byte-Zufallszahl (java.util.random.nextbytes()) erzeugt, diese mit MD5 gehasht (java.security.messagedigest) und dann an den jeweils anderen geschickt. Im Anschluss wir die unverschlüsselte Zufallszahl geschickt, beide Zahlen werden addiert und wenn sie gerade ist fängt der Client, sonst der Server, an..3.3 Nachrichtenformate Hash Diese Nachricht wird vor jedem Spiel vom Server/Client gesendet und enthält die verschlüsselte (mit MD5 gehashte) Zufallszahl als 28-Bit-String. 6 0x0 Hash Random No Diese Nachricht folgt auf eine Hash-Nachricht und enthält die unverschlüsselte Zufallszahl als 4-Byte-Array (in aufsteigender Array-Index-Reihenfolge). 4 0x Random No Random No OK Diese Nachricht folgt auf eine Random No-Nachricht und akzeptiert 0x00 oder verwirft 0x0 die Zufallszahl (Spielabbruch) nach einer Überprüfung des Hashs. 0x2 OK Start Diese Nachricht schickt der Server an den Client. Starter ist mit 0x0 der Client und mit 0x02 der Server. S C: 0x3 Starter Start OK Diese Nachricht schickt der Client auf eine Start-Nachricht, wenn er die Serverentscheidung, wer Anfangen darf, akzeptiert. Darauf folgt dann vom Starter eine Drop-Nachricht. C S: 0x4 Start NOK Diese Nachricht schickt der Client auf eine Start-Nachricht, wenn er die Serverentscheidung, wer anfangen darf, nicht akzeptiert (Spielabbruch). C S: 0x5 Drop Diese Nachricht wird vom Server/Client auf eine Start OK-Nachricht im weiteren Spielverlauf gesendet, enthält das Spielfeld (jeweils ein Byte für x und y) in das der Spielstein geworfen wurde und ein Win-Flag mit 0x00 für NEIN, 0x0 für JA und 0x02 für UNENTSCHIEDEN. Auf ein JA oder UNENT- SCHIEDEN folgt bei Akzeptanz eine Result-Nachricht. Bei einem NEIN wird weiter gespielt. Lehrstuhl für Informatik 4 3 Sommersemester 2007

5 2 0x6 Spielfeld xy Win Drop OK Diese Nachricht wird vom Server/Client als Antwort auf eine Drop-Nachricht gesendet, wenn der Spielzug des Clients/Servers gültig war und akzeptiert wurde. Sie wiederholt den Zug. 2 0x7 Spielfeld xy Drop NOK Diese Nachricht wird vom Server/Client als Antwort auf eine Drop-Nachricht gesendet, wenn der Spielzug des Clients/Servers ungültig war und nicht akzeptiert wurde und/oder der Win-Flag nicht akzeptiert wird. Das Spiel wird abgebrochen. 2 0x8 Spielfeld xy Request Bet Diese Nachricht wird vom Server gesendet, wenn der Einsatz des Spielers erwartet wird. 0x20 Bet Diese Nachricht wird vom Client als Antwort auf eine Request Bet-Nachricht gesendet und enthält die Einsatzhöhe des Spielers als vorzeichenlose 32-Bit-Integerzahl. C S: 4 0x2 Einsatz Bet OK Diese Nachricht wird vom Server als Antwort auf eine Bet-Nachricht gesendet, wenn die Einsatzhöhe des Clients gültig war und akzeptiert wurde. Zur Sicherheit wird der Einsatz in der Nachricht wiederholt. 4 0x22 Einsatz Bet TooHigh Diese Nachricht wird vom Server als Antwort auf eine Bet-Nachricht gesendet, wenn die Einsatzhöhe des Clients über dem Limit des Servers lag. Gleichzeitig werden dem Spieler die minimale und die maximale Einsatzhöhe als vorzeichenlose 32-Bit-Integerzahl mitgeteilt x23 Min Max Bet TooLow Diese Nachricht wird vom Server als Antwort auf eine Bet-Nachricht gesendet, wenn die Einsatzhöhe des Clients unter dem Mindesteinsatz des Servers lag. Gleichzeitig werden dem Spieler die minimale und die maximale Einsatzhöhe als vorzeichenlose 32-Bit-Integerzahl mitgeteilt x24 Min Max Trust Account Diese Nachricht wird vom Server gesendet, nachdem er das Treuhandkonto für die aktuelle Spielrunde eröffnet hat. Die Nachricht enthält die Bankdaten var. 0x25 IP Port KtoNr LP Allg. Passwort Lehrstuhl für Informatik 4 4 Sommersemester 2007

6 Trust Account OK Diese Nachricht wird als Antwort vom Client auf eine Trust Account-Nachricht gesendet, wenn der Spieler die Daten erfolgreich erhalten hat und das eröffnete Konto akzeptiert. C S: 0x26 Trust Account NOK Diese Nachricht wird als Antwort vom Client auf eine Trust Account-Nachricht gesendet, wenn der Spieler das eröffnete Konto nicht akzeptiert. C S: 0x27 Result Diese Nachricht wird am Ende des Spiels von beiden Parteien gesendet und spiegelt das Ergebnis aus der Sicht des Senders wieder x30 Auszahlung Server Auszahlung Client.4 Treuhandfunktion der Bank Die Treuhandfunktionalität des Bank-Servers wird bei Vier Gewinnt eingesetzt, um die Einsätze die zu Beginn des Spiels getätigt werden zu verwahren und am Ende dem Gewinner auszuzahlen. Die Benutzernamen sind festgelegt und lauten Server und Client. Beide zahlen den gleichen Betrag ein. Am Ende des Spiels wird der Gewinner ermittelt und dieser erhält den gesamten eingezahlten Betrag ausgezahlt..5 Spielablauf Ein Spiel-Client baut eine TCP-Verbindung auf.... Vier-Gewinnt-Handshake: Server und Client tauschen die in.3. definierten Textzeilen aus. 2. Einsatz festlegen. 3. Betrag auf Treuhandkonto hinterlegen. 4. Starterlaubnis regeln (.3.2) 5. Spielen (s.u.) 6. Freigabe des Treuhandkontos Vor der Spieldurchführung wird entschieden wer starten darf. Der Starter (4.) wirft einen Spielstein ins Feld Drop und der Gegenspieler akzeptiert diesen Spielzug Drop OK oder verwirft Drop NOK ihn. Wird der Spielzug akzeptiert, ist der andere Spieler mit genau dem gleichen Ablauf dran, wenn nicht, wird das Spiel abgebrochen. Abgebrochen wird das Spiel auch wenn einer das Win-Flag des anderen nicht akzeptiert. Sobald einer der Spieler vier Spielsteine in einer Reihe hat, das Win-Flag auf JA setzt oder das Spielfeld voll ist und das Win- Flag auf UNENTSCHIEDEN steht und der andere das akzeptiert, ist das Spiel erfolgreich beendet und es wird eine Result-Nachricht gesendet. Lehrstuhl für Informatik 4 5 Sommersemester 2007

7 .6 Beispielablauf Bezeichnungen S Server C Client. Handshake V i e r G e w i n n t V e r s i o n 0. \n C S: V i e r G e w i n n t V e r s i o n O K \n 2. Einsatz festlegen Siehe Black Jack 3. Betrag auf Treuhandkonto hinterlegen Siehe Black Jack 4. Start regeln Server schickt Client seine verschlüsselte Zufallszahl (Hash). 0x0 SERVERRANDOMNUMBERHASH... Client schickt Server seine verschlüsselte Zufallszahl (Hash). C S: 0x0 CLIENTRANDOMNUMBERHASH... Server schickt Client seine unverschlüsselte Zufallszahl. 0x Client schickt Server seine unverschlüsselte Zufallszahl. C S: 0x Server hat die Zufallszahl mit dem Hash verglichen und teilt dem Client mit, dass er sie akzeptiert. 0x2 0x00 Client hat die Zufallszahl mit dem Hash verglichen und teilt dem Server mit, dass er sie akzeptiert. C S: 0x2 0x00 Server teilt dem Client mit, dass der Client anfangen darf. 0x3 0x0 Client akzeptiert das. C S: 0x4 5. Spielen Lehrstuhl für Informatik 4 6 Sommersemester 2007

8 Client wirft ersten Spielstein in die erste Spalte, Spielfeld-ID 6 und setzt das Win-Flag auf NEIN C S: 0x6 6 0x00 Server bestätigt und akzeptiert den Spielzug des Clients 0x7 6 Server wirft ersten Spielstein in die zweite Spalte, Spielfeld-ID 62 und setzt das Win-Flag auf NEIN 0x x00 Client bestätigt und akzeptiert den Spielzug des Servers C S: 0x Client wirft einen Spielstein in die dritte Spalte, Spielfeld-ID 34 und setzt das Win-Flag auf JA C S: 0x x0 Server akzeptiert, dass Client gewonnen hat und schickt direkt sein Spielergebnis 0x Client schickt Server sein Spielergebnis C S: 0x Freigabe des Treuhandkontos Siehe Black Jack Lehrstuhl für Informatik 4 7 Sommersemester 2007