Compare commits
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
 Idiot-awa
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91a1e3585a | ||
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Idiot-awa
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541abc65a8 |
+2
-1
@@ -1,5 +1,6 @@
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*.o
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*.exe
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bank.dat
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*.dat
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AGENTS.md
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.vscode/launch.json
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.vscode/tasks.json
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@@ -1,140 +1,224 @@
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# 简易银行账户管理系统
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# BankManager
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## 项目简介
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这是一个基于C语言开发的简易银行账户管理系统，支持基本的银行账户操作功能，包括开户、登录、存款、取款、查询余额、账户管理等。系统采用模块化设计，代码结构清晰，易于维护和扩展。
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Windows 命令行银行账户管理系统，使用 C 语言实现，支持账户管理、交易记录和基于 Merkle 树的数据完整性校验。
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## 功能特性
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- **账户管理**
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- 创建普通用户账户（权限2）
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- 创建管理员账户（权限1）
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- 删除账户（仅管理员可操作）
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- 修改密码
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- **账户操作**
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- 存款
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- 取款
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- 查询余额
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- **系统功能**
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- 用户登录验证
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- 权限分级（管理员/普通用户）
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- 数据持久化（自动保存到文件）
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- 交易流水查询（管理员）
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- 自动初始化默认管理员账户
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## 构建
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## 系统架构
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### 核心模块
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1. **主程序 (bank.c)**
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- 程序入口点
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- 菜单显示和用户交互
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- 权限控制逻辑
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```powershell
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gcc *.c -o bank.exe -ladvapi32
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```
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2. **账户管理 (account.c)**
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- 账户创建、删除
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- 账户查找
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- 登录验证
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- 密码修改
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- 显示所有账户信息
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运行：`.\bank.exe`
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3. **交易处理 (transaction.c)**
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- 存款功能
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- 取款功能
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- 余额查询
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---
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4. **数据持久化 (file_io.c)**
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- 数据保存到文件（bank.dat）
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- 从文件加载数据
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- 初始化默认管理员账户
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## 数据结构总览
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5. **工具函数 (utils.c)**
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- 输入验证和清理
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- 安全的整数和浮点数输入
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项目围绕 **4 个核心数据结构** 构建，它们共同决定了系统的存储、操作和校验能力：
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6. **头文件 (bank.h)**
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- 全局常量定义
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- 账户结构体定义
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- 函数声明
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| 数据结构 | 定义位置 | 用途 |
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|----------|----------|------|
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| `STACCOUNT` | `bank.h:8-15` | 账户信息记录 |
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| `LogEntry` | `bank.h:55-62` | 单笔交易日志 |
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| `LogQueue` | `bank.h:64-69` | 交易日志的环形缓冲队列 |
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| `HashValue` | `bank.h:87-89` | SHA-256 哈希值（Merkle 树节点） |
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7. **日志模块(log.c)**
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- 日志记录和存储(循环链表)
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---
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## 1. STACCOUNT — 账户信息
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### 数据结构
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```c
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typedef struct strAccount
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{
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int id; // 账户ID（从1000开始）
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char name[31]; // 姓名（最多30字符）
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double balance; // 账户余额
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int password; // 6位数字密码
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int quanxian; // 权限（1=管理员，2=普通用户）
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#define MAX_ACCOUNTS 50
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#define NAME_LEN 31
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||||
typedef struct strAccount {
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int id; // 唯一账户 ID
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char name[NAME_LEN]; // 户名（最长 30 字符）
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double balance; // 账户余额
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||||
int password; // 6 位数字密码 (100000–999999)
|
||||
int quanxian; // 权限级别: 0=访客, 1=管理员, 2=普通用户
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||||
} STACCOUNT;
|
||||
```
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||||
## 使用说明
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### 编译
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```bash
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gcc bank.c account.c transaction.c file_io.c utils.c -o bank_system
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||||
### 全局实例
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||||
```c
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||||
STACCOUNT g_astAccounts[MAX_ACCOUNTS]; // bank.c:6 — 固定 50 槽位数组
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||||
int g_iAccCount; // bank.c:8 — 当前有效账户数量
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||||
```
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||||
### 运行
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||||
```bash
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||||
./bank_system
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### 设计要点
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- **固定容量**：最多 50 个账户，由 `MAX_ACCOUNTS` 宏控制。
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- **删除策略**：删除账户时将其槽位**全部置零**（`memset`），而非移动元素。`LoadData` 通过统计 `id != 0` 的槽位重新计算 `g_iAccCount`。
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||||
- **管理员硬编码**：id=1000, password=123456，`InitAdminAccount()` 每次启动都会强制覆盖第一个槽位（`account.c:18-22`）。
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||||
- **内存布局**：`sizeof(STACCOUNT)` = 4 + 31 + 3(padding) + 8 + 4 + 4 = 54 字节（假设 64 位, 对齐后 56）。
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||||
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---
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## 2. LogEntry — 交易日志条目
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```c
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typedef struct {
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int account_id; // 关联的账户 ID
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char type[10]; // 操作类型: "Deposit" 或 "Withdraw"
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||||
double amount; // 交易金额
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double balance; // 交易后余额
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||||
char timestamp[20]; // 时间戳 (格式: YYYY-MM-DD HH:MM:SS)
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||||
char location[50]; // 地点信息 (固定 "宇宙总行")
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||||
} LogEntry;
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||||
```
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### 操作流程
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1. **初始界面**（未登录状态）
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- 选项1：开户（创建普通用户账户）
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- 选项2：登录
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- 选项0：退出系统
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### 数据来源
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2. **普通用户界面**（登录后）
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||||
- 选项1：存款
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||||
- 选项2：取款
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||||
- 选项3：查询余额
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||||
- 选项0：退出账户
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- `type`、`amount`、`balance` 由 `Deposit()` / `Withdraw()` 填充。
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- `timestamp` 由 `EnqueueLog()` 调用时通过 `time()` + `localtime()` 生成。
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||||
- `location` 在 `log.c:55` 硬编码为 `"宇宙总行"`。
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||||
- **不可变**：一旦入队，LogEntry 不再被修改（除非被环形队列覆盖）。
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||||
3. **管理员界面**（登录后）
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||||
- 选项1：存款
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||||
- 选项2：取款
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||||
- 选项3：查询余额
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||||
- 选项4：显示所有账户
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||||
- 选项5：删除账户
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||||
- 选项6：创建管理员账户
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- 选项7：查看交易流水
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||||
- 选项0：退出账户
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---
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### 默认账户
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系统首次运行时会自动创建一个默认管理员账户：
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- **账户ID**: 1000
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- **姓名**: admin
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- **密码**: 123456
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- **权限**: 管理员
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## 3. LogQueue — 环形缓冲队列
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## 技术细节
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- **最大账户数量**: 50个
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- **密码规则**: 6位数字（100000-999999）
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- **数据存储**: 二进制文件（bank.dat）
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||||
- **输入验证**: 所有数值输入都包含错误处理
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||||
- **内存管理**: 使用全局数组存储账户数据
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```c
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||||
#define MAX_LOGS 100
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## 文件说明
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- `bank.c` - 主程序文件
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- `account.c` - 账户管理功能实现
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- `transaction.c` - 交易处理功能实现
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- `file_io.c` - 文件读写功能实现
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- `utils.c` - 工具函数实现
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||||
- `bank.h` - 头文件，包含结构体定义和函数声明
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||||
- `bank.dat` - 数据存储文件（运行时自动生成）
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||||
typedef struct {
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||||
LogEntry logs[MAX_LOGS]; // 固定 100 条日志存储
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||||
int front; // 队头指针（最旧记录）
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||||
int rear; // 队尾指针（下一插入位）
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||||
} LogQueue;
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```
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## 注意事项
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1. 密码必须为6位数字
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2. 存款和取款金额必须为正数
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3. 取款时会检查账户余额是否充足
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4. 删除账户功能仅管理员可用
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5. 系统会自动保存所有操作到文件，确保数据持久化
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### 全局实例
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## 扩展建议
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||||
- ~~添加交易记录功能~~
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- 实现账户排序和搜索
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- 增加更多权限级别
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- 改进用户界面（如使用图形界面）
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||||
- 添加数据加密功能
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||||
- 实现多用户并发访问
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```c
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||||
LogQueue g_logQueue; // bank.c:5
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```
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### 工作原理
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```
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初始状态: front = 0, rear = 0
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入队 3 条: front = 0, rear = 3, 有效记录: [0, 1, 2]
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||||
入队 100 条后继续入队: front = 1, rear = 0, 有效记录: [1..99, 0]（循环覆盖）
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```
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||||
- **满判断**：`(rear + 1) % MAX_LOGS == front` — 始终保留一个空位以区分满/空。
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- **空判断**：`front == rear`。
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||||
- **容量上限**：`MAX_LOGS - 1 = 99` 条有效记录。
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||||
- **溢出行为**：当队列满时，`EnqueueLog()` 静默覆盖最旧记录，并同步更新 Merkle 根。
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||||
- **遍历逻辑**：`ShowTransactionLogs()` 从 `front` 到 `(rear - 1) % MAX_LOGS` 依次输出。
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### 持久化
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||||
整个 `LogQueue` 结构体以二进制形式写入 `log.dat`：
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```
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||||
文件大小 = sizeof(LogQueue) = 100 * sizeof(LogEntry) + 2 * sizeof(int)
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||||
≈ 100 * 96 + 8 = 9608 字节
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||||
```
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---
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## 4. HashValue — SHA-256 哈希值
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```c
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#define HASH_SIZE 32
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||||
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typedef struct {
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||||
unsigned char data[HASH_SIZE]; // 32 字节 RAW SHA-256 摘要
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||||
} HashValue;
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```
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||||
### 全局实例
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```c
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||||
HashValue g_merkleRoot; // merkle.c:8 — 所有日志的 Merkle 树根哈希
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```
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### 依赖
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- 使用 **Windows CryptoAPI** (`wincrypt.h`) 计算 SHA-256。
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- 编译时需链接 `-ladvapi32`。
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### Merkle 树构建流程 (`BuildMerkleTree`)
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||||
1. 读取 `g_logQueue` 中的所有有效日志条目（从 `front` 到 `rear`）。
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||||
2. 对每条 `LogEntry` 调用 `HashLogEntry()`，生成 **leaf hashes**（叶子节点）。
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||||
3. 将所有叶子哈希存储在**动态分配的 `HashValue* leaves` 数组**中（堆内存，使用后释放）。
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||||
4. 自底向上两两哈希合并，直到产生唯一的根哈希 → `g_merkleRoot`。
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||||
5. 持久化到 `merkle.dat`（32 字节固定大小）。
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```
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||||
日志条目: [E1] [E2] [E3] [E4] [E5]
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│ │ │ │ │
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||||
叶子哈希: [H1] [H2] [H3] [H4] [H5]
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||||
│ │ │ │ │
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||||
中间层: [H12] [H34] H5
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│ │ │
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||||
顶层: [ H1234 ] H5
|
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│ │
|
||||
Merkle根: [ H12345 ] → g_merkleRoot
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||||
```
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---
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||||
## 数据流与文件布局
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```
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||||
┌──────────┐ 二进制块 (50 × sizeof(STACCOUNT)) ┌──────────┐
|
||||
│ bank.dat │ ◄──────────────────────────────────► │ accounts │
|
||||
│ 2700 B │ │ 内存数组 │
|
||||
└──────────┘ └────┬─────┘
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||||
│
|
||||
┌──────────┐ sizeof(LogQueue) 二进制块 ┌────────────┐ │
|
||||
│ log.dat │ ◄──────────────────────────► │ logQueue │◄┘
|
||||
│ ≈9608 B │ │ 环形队列 │ 交易操作
|
||||
└──────────┘ └──┬─────────┘ 触发日志
|
||||
│
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||||
┌──────────┐ 32 字节固定块 │ BuildMerkleTree()
|
||||
│merkle.dat│ ◄───────────────── g_merkleRoot│
|
||||
│ 32 B │ │
|
||||
└──────────┘ │
|
||||
▲ │
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||||
└────────── VerifyMerkleTree() ──────┘
|
||||
```
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### 文件一览
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| 文件 | 大小 | 格式 | 内容 |
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|------|------|------|------|
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| `bank.dat` | 2700+ B | 二进制 | 50 个 `STACCOUNT` 连续存储 |
|
||||
| `log.dat` | ~9608 B | 二进制 | 完整 `LogQueue` 结构体 |
|
||||
| `merkle.dat` | 32 B | 二进制 | Merkle 根哈希 |
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||||
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||||
---
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|
||||
## 辅助数据结构
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||||
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||||
### KMP 部分匹配表（`log.c:111`）
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```c
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||||
int* lps = (int*)malloc(M * sizeof(int)); // 动态分配，搜索后释放
|
||||
```
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||||
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||||
用于在日志中执行模式搜索（`SearchLogs` → `KMPSearch`），支持任意字符串模式匹配，而非简单的 `strstr`。
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||||
|
||||
### 全局状态变量
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||||
|
||||
| 变量 | 类型 | 位置 | 说明 |
|
||||
|------|------|------|------|
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||||
| `quanxian` | `int` | `bank.c:9` | 当前会话权限：0=未登录, 1=管理员, 2=用户, -2=退出 |
|
||||
| `user_id` | `int` | `bank.c:10` | 当前登录用户 ID |
|
||||
| `g_iAccCount` | `int` | `bank.c:8` | 有效账户数（不含已删除的空槽） |
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
## 已知限制
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||||
|
||||
- **Windows 独占**：依赖 `<io.h>` 和 Windows CryptoAPI，无法在 POSIX 系统编译。
|
||||
- **固定容量**：账户 50 个，日志 99 条有效记录，超出后日志自动覆盖。
|
||||
- **明文密码**：密码以 `int` 类型存储，无哈希保护。
|
||||
- **管理员硬编码**：每次启动强制重置，不支持持久化管理员的密码修改。
|
||||
- **单用户会话**：`quanxian` 和 `user_id` 是全局变量，不支持多用户并发。
|
||||
|
||||
@@ -19,7 +19,7 @@ int main(void)
|
||||
printf("=== 简易银行账户管理系统 ===\n");
|
||||
printf("欢迎使用! 系统已加载%d个账户\n", g_iAccCount);
|
||||
InitAdminAccount();//初始化管理员账号
|
||||
InitLogQueue();
|
||||
LoadMerkleRoot();
|
||||
int iChoice=-1; //选择标志
|
||||
int pChoice=-1;
|
||||
while (1) {
|
||||
@@ -59,7 +59,7 @@ int main(void)
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
case 1:
|
||||
printf("1. 存款\n2. 取款\n3. 查询\n4. 显示所有账户\n5. 删除账户\n6. 创建管理员账户\n7.查看交易日志\n8.搜索交易日志\n0. 退出账户");
|
||||
printf("1. 存款\n2. 取款\n3. 查询\n4. 显示所有账户\n5. 删除账户\n6. 创建管理员账户\n7.查看交易日志\n8.搜索交易日志\n9.查看默克尔根\n10.验证日志完整性\n0. 退出账户");
|
||||
pChoice=-1;
|
||||
scanf("%d", &pChoice);
|
||||
|
||||
@@ -94,6 +94,15 @@ int main(void)
|
||||
scanf("%s", pattern);
|
||||
SearchLogs(pattern);
|
||||
break;
|
||||
case 9:
|
||||
PrintMerkleRoot();
|
||||
break;
|
||||
case 10:
|
||||
if (VerifyMerkleTree())
|
||||
printf("\n默克尔树验证通过，日志未被篡改。\n");
|
||||
else
|
||||
printf("\n警告：默克尔树验证失败，日志可能已被篡改！\n");
|
||||
break;
|
||||
case 0://EXIT
|
||||
printf("谢谢使用!\n按任意键退出");
|
||||
getchar();
|
||||
|
||||
@@ -80,4 +80,22 @@ void ShowTransactionLogs(); // 显示所有日志
|
||||
|
||||
void SearchLogs(const char* pattern);//日志搜索
|
||||
|
||||
int GetLogCount();
|
||||
|
||||
#define HASH_SIZE 32
|
||||
|
||||
typedef struct {
|
||||
unsigned char data[HASH_SIZE];
|
||||
} HashValue;
|
||||
|
||||
extern HashValue g_merkleRoot;
|
||||
|
||||
void HashLogEntry(const LogEntry* entry, HashValue* out);
|
||||
void BuildMerkleTree(HashValue* root);
|
||||
void HashToHex(const HashValue* hash, char* hex_out);
|
||||
void PrintMerkleRoot();
|
||||
int VerifyMerkleTree();
|
||||
void SaveMerkleRoot();
|
||||
void LoadMerkleRoot();
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
@@ -22,6 +22,11 @@ void SaveData()
|
||||
FILE *file = fopen("bank.dat", "wb");
|
||||
fwrite(g_astAccounts, sizeof(STACCOUNT), 50, file);
|
||||
fclose(file);
|
||||
|
||||
FILE *logfile = fopen("log.dat", "wb");
|
||||
fwrite(&g_logQueue, sizeof(LogQueue), 1, logfile);
|
||||
fclose(logfile);
|
||||
|
||||
LoadData();
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -52,4 +57,28 @@ void LoadData()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
g_iAccCount= result;
|
||||
|
||||
InitLogQueue();
|
||||
FILE *logfile = fopen("log.dat", "rb");
|
||||
if (logfile != NULL) {
|
||||
fread(&g_logQueue, sizeof(LogQueue), 1, logfile);
|
||||
fclose(logfile);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void SaveMerkleRoot() {
|
||||
FILE* f = fopen("merkle.dat", "wb");
|
||||
if (!f) return;
|
||||
fwrite(g_merkleRoot.data, 1, HASH_SIZE, f);
|
||||
fclose(f);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void LoadMerkleRoot() {
|
||||
FILE* f = fopen("merkle.dat", "rb");
|
||||
if (!f) {
|
||||
memset(g_merkleRoot.data, 0, HASH_SIZE);
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
fread(g_merkleRoot.data, 1, HASH_SIZE, f);
|
||||
fclose(f);
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -4,6 +4,13 @@
|
||||
#include <time.h>
|
||||
#include "bank.h"
|
||||
|
||||
int GetLogCount() {
|
||||
if (g_logQueue.rear >= g_logQueue.front)
|
||||
return g_logQueue.rear - g_logQueue.front;
|
||||
else
|
||||
return MAX_LOGS - g_logQueue.front + g_logQueue.rear;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 初始化日志队列
|
||||
void InitLogQueue() {
|
||||
g_logQueue.front = 0;
|
||||
@@ -50,6 +57,9 @@ int EnqueueLog(int id, const char* type, double amt, double bal) {
|
||||
// 队尾指针后移
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g_logQueue.rear = (g_logQueue.rear + 1) % MAX_LOGS;
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BuildMerkleTree(&g_merkleRoot);
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SaveMerkleRoot();
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return 1; // 成功
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}
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@@ -0,0 +1,98 @@
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#include <stdio.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <string.h>
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#include <windows.h>
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#include <wincrypt.h>
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#include "bank.h"
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HashValue g_merkleRoot;
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static HCRYPTPROV g_hProv = 0;
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static void ensureProvider() {
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if (g_hProv == 0)
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CryptAcquireContext(&g_hProv, NULL, NULL, PROV_RSA_AES, CRYPT_VERIFYCONTEXT);
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}
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static void sha256(unsigned char* out, const unsigned char* data1, unsigned int len1,
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const unsigned char* data2, unsigned int len2) {
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HCRYPTHASH hHash = 0;
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DWORD hashLen = HASH_SIZE;
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ensureProvider();
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CryptCreateHash(g_hProv, CALG_SHA_256, 0, 0, &hHash);
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||||
if (data1 && len1) CryptHashData(hHash, data1, len1, 0);
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||||
if (data2 && len2) CryptHashData(hHash, data2, len2, 0);
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||||
CryptGetHashParam(hHash, HP_HASHVAL, out, &hashLen, 0);
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CryptDestroyHash(hHash);
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}
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/* ==================== Merkle Tree ==================== */
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void HashLogEntry(const LogEntry* entry, HashValue* out) {
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char buf[256];
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sprintf(buf, "ID:%d Type:%s Amount:%.2f Balance:%.2f Time:%s Loc:%s",
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entry->account_id, entry->type, entry->amount,
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entry->balance, entry->timestamp, entry->location);
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sha256(out->data, (unsigned char*)buf, (unsigned int)strlen(buf), NULL, 0);
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}
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static void hashPair(const HashValue* a, const HashValue* b, HashValue* out) {
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sha256(out->data, a->data, HASH_SIZE, b->data, HASH_SIZE);
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}
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void BuildMerkleTree(HashValue* root) {
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int count = GetLogCount();
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if (count == 0) {
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memset(root->data, 0, HASH_SIZE);
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return;
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}
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HashValue* leaves = (HashValue*)malloc(count * sizeof(HashValue));
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if (!leaves) return;
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int i = g_logQueue.front;
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int idx = 0;
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while (i != g_logQueue.rear) {
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HashLogEntry(&g_logQueue.logs[i], &leaves[idx]);
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i = (i + 1) % MAX_LOGS;
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idx++;
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}
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int n = count;
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while (n > 1) {
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int j;
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for (j = 0; j < n / 2; j++)
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hashPair(&leaves[2 * j], &leaves[2 * j + 1], &leaves[j]);
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if (n % 2 == 1) {
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||||
hashPair(&leaves[n - 1], &leaves[n - 1], &leaves[n / 2]);
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||||
n = n / 2 + 1;
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} else {
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||||
n = n / 2;
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}
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}
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||||
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memcpy(root->data, leaves[0].data, HASH_SIZE);
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free(leaves);
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}
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void HashToHex(const HashValue* hash, char* hex_out) {
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int i;
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for (i = 0; i < HASH_SIZE; i++)
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sprintf(hex_out + i * 2, "%02x", hash->data[i]);
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||||
hex_out[HASH_SIZE * 2] = '\0';
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}
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void PrintMerkleRoot() {
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char hex[65];
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HashToHex(&g_merkleRoot, hex);
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printf("\n当前默克尔根: %s\n", hex);
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}
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int VerifyMerkleTree() {
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HashValue computed;
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BuildMerkleTree(&computed);
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return memcmp(computed.data, g_merkleRoot.data, HASH_SIZE) == 0;
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}
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+1
-1
@@ -67,7 +67,7 @@ void Withdraw(int id)
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printf("请输入密码");
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scanf("%d",&temp_password);
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if (g_astAccounts[FindAccount(id)].password==temp_password) {
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if (g_astAccounts[FindAccount(id)].balance>amount) {
|
||||
if (g_astAccounts[FindAccount(id)].balance>=amount) {
|
||||
g_astAccounts[FindAccount(id)].balance-=amount;
|
||||
EnqueueLog(id, "Withdraw", amount, g_astAccounts[FindAccount(id)].balance);
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||||
printf("success");
|
||||
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