20165232 实验五 网络编程与安全
一、实验报告封面
一、实验报告封面
课程：Java程序设计 班级：1652班姓名：何彦达 学号：20165232
指导教师：娄嘉鹏 实验日期：2018年5月28日
实验时间：15:35 - 17:15 实验序号：实验5
实验名称：网络编程与安全
二、实验内容
实验五 网络编程与安全-1
两人一组结对编程：
- 参考http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6766748.html#SECDSA
- 结对实现中缀表达式转后缀表达式的功能 MyBC.java
- 结对实现从上面功能中获取的表达式中实现后缀表达式求值的功能,调用MyDC.java
- 上传测试代码运行结果截图和码云链接
实验代码
Stacks = new Stack (); String suffix = ""; int length = exp.length(); for (int i = 0; i < length; i++) { char temp; char ch = exp.charAt(i); switch (ch) { case ' ': break; case '(': s.push(ch); break; case '+': case '-': while (s.size() != 0) { temp = s.pop(); if (temp == '(') { s.push('('); break; } suffix += temp+" "; } case '*': case '/': while (s.size() != 0) { temp = s.pop(); if (temp == '+' || temp == '-' || temp == '(') { s.push(temp); break; } else { suffix += temp+" "; } } s.push(ch); break; case ')': // while ((temp = s.pop()) != '(') { // suffix += temp; // } while (!s.isEmpty()) { temp = s.pop(); if (temp == '(') { break; } else { suffix += temp+" "; } } break; default: suffix += ch+" "; break; } } while (s.size() != 0) { suffix += s.pop(); } // return suffix; }}
public class Main { public static void main(String[] args) { MyBc b=new MyBc(); String str=b.infixToSuffix("( 1 + 2 ) * ( ( 8 - 2 ) / ( 7 - 4 ) ) "); MyDC m=new MyDC(); int sum=m.evaluate(str); System.out.println("后缀表达式是"+str); System.out.println("结果为："+sum); }} 运行截图
实验五 网络编程与安全-2
结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器
- 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
- 基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP
- 客户端让用户输入中缀表达式，然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式，把后缀表达式通过网络发送给服务器
- 服务器接收到后缀表达式，调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
- 客户端显示服务器发送过来的结果
- 上传测试结果截图和码云链接
实验代码
import java.io.*;import java.net.*;public class Client { public static void main(String args[]) { String mess ="( 1 + 2 ) * 7"; System.out.println("客户端提出的问题是："+mess); MyBc b=new MyBc(); String str=b.infixToSuffix(mess); Socket mysocket; DataInputStream in=null; DataOutputStream out=null; try{ mysocket=new Socket("192.168.56.1",2010); in=new DataInputStream(mysocket.getInputStream()); out=new DataOutputStream(mysocket.getOutputStream()); BufferedReader in1=new BufferedReader(new InputStreamReader(mysocket.getInputStream())); PrintWriter writer=new PrintWriter(mysocket.getOutputStream()); out.writeUTF(str); String s=in.readUTF(); //in读取信息，堵塞状态 System.out.println("客户收到服务器的回答:"+s); Thread.sleep(500); } catch(Exception e) { System.out.println("服务器已断开"+e); } }} 运行截图
实验五 网络编程与安全-3
加密结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器
- 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
- 基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP
- 客户端让用户输入中缀表达式，然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式，把后缀表达式用3DES或AES算法加密后通过网络把密文发送给服务器
- 服务器接收到后缀表达式表达式后，进行解密（和客户端协商密钥，可以用数组保存），然后调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
- 客户端显示服务器发送过来的结果
- 上传测试结果截图和码云链接
实验代码
import java.io.*;import javax.crypto.*;public class Skey_DES{ public static void main(String args[]) throws Exception{ KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance("DESede"); kg.init(168); SecretKey k=kg.generateKey( ); FileOutputStream f=new FileOutputStream("key1.dat"); ObjectOutputStream b=new ObjectOutputStream(f); b.writeObject(k); }} import java.io.*;import java.security.*;public class Skey_kb{ public static void main(String args[]) throws Exception{ FileInputStream f=new FileInputStream("Key1.dat"); ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f); Key k=(Key)b.readObject( ); byte[ ] kb=k.getEncoded( ); FileOutputStream f2=new FileOutputStream("keykb1.dat"); f2.write(kb); // 打印密钥编码中的内容 for(int i=0;i import java.io.IOException;import java.io.UnsupportedEncodingException;import java.security.InvalidKeyException;import java.security.NoSuchAlgorithmException;import java.security.SecureRandom;import java.util.Base64;import java.util.Scanner;import javax.crypto.BadPaddingException;import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;import javax.crypto.KeyGenerator;import javax.crypto.NoSuchPaddingException;import javax.crypto.SecretKey;import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;import sun.misc.BASE64Decoder;import sun.misc.BASE64Encoder;/* * AES对称加密和解密 */public class AES_R { /* * 加密 * 1.构造密钥生成器 * 2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器 * 3.产生密钥 * 4.创建和初始化密码器 * 5.内容加密 * 6.返回字符串 */ public static String AESEncode(String encodeRules,String content){ try { //1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写 KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES"); //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器 //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组 keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes())); //3.产生原始对称密钥 SecretKey original_key=keygen.generateKey(); //4.获得原始对称密钥的字节数组 byte [] raw=original_key.getEncoded(); //5.根据字节数组生成AES密钥 SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES"); //6.根据指定算法AES自成密码器 Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES"); //7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEY cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); //8.获取加密内容的字节数组(这里要设置为utf-8)不然内容中如果有中文和英文混合中文就会解密为乱码 byte [] byte_encode=content.getBytes("utf-8"); //9.根据密码器的初始化方式--加密：将数据加密 byte [] byte_AES=cipher.doFinal(byte_encode); //10.将加密后的数据转换为字符串 //这里用Base64Encoder中会找不到包 //解决办法： //在项目的Build path中先移除JRE System Library，再添加库JRE System Library，重新编译后就一切正常了。 String AES_encode=new String(new BASE64Encoder().encode(byte_AES)); //11.将字符串返回 return AES_encode; } catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace(); } catch (NoSuchPaddingException e) { e.printStackTrace(); } catch (InvalidKeyException e) { e.printStackTrace(); } catch (IllegalBlockSizeException e) { e.printStackTrace(); } catch (BadPaddingException e) { e.printStackTrace(); } catch (UnsupportedEncodingException e) { e.printStackTrace(); } //如果有错就返加nulll return null; } /* * 解密 * 解密过程： * 1.同加密1-4步 * 2.将加密后的字符串反纺成byte[]数组 * 3.将加密内容解密 */ public static String AESDncode(String encodeRules,String content){ try { //1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写 KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES"); //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器 //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组 keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes())); //3.产生原始对称密钥 SecretKey original_key=keygen.generateKey(); //4.获得原始对称密钥的字节数组 byte [] raw=original_key.getEncoded(); //5.根据字节数组生成AES密钥 SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES"); //6.根据指定算法AES自成密码器 Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES"); //7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEY cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key); //8.将加密并编码后的内容解码成字节数组 byte [] byte_content= new BASE64Decoder().decodeBuffer(content); /* * 解密 */ byte [] byte_decode=cipher.doFinal(byte_content); String AES_decode=new String(byte_decode,"utf-8"); return AES_decode; } catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace(); } catch (NoSuchPaddingException e) { e.printStackTrace(); } catch (InvalidKeyException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (IllegalBlockSizeException e) { e.printStackTrace(); } catch (BadPaddingException e) { e.printStackTrace(); } //如果有错就返加nulll return null; } } 运行截图
实验五 网络编程与安全-4
密钥分发结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器
- 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
- 基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP
- 客户端让用户输入中缀表达式，然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式，把后缀表达式用3DES或AES算法加密通过网络把密文发送给服务器
- 客户端和服务器用DH算法进行3DES或AES算法的密钥交换
- 服务器接收到后缀表达式表达式后，进行解密，然后调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
- 客户端显示服务器发送过来的结果
- 上传测试结果截图和码云链接
实验代码
import java.security.PublicKey;import java.security.PrivateKey;import java.io.*;import javax.crypto.KeyAgreement;import javax.crypto.spec.*;public class KeyAgree{ public static void main(String args[ ]) throws Exception{ // 读取对方的DH公钥 File file=new File("Ckey.dat"); FileInputStream f1=new FileInputStream("Apub.dat"); ObjectInputStream b1=new ObjectInputStream(f1); PublicKey pbk=(PublicKey)b1.readObject( );//读取自己的DH私钥 FileInputStream f2=new FileInputStream("Bpri.dat"); ObjectInputStream b2=new ObjectInputStream(f2); PrivateKey prk=(PrivateKey)b2.readObject( ); // 执行密钥协定 KeyAgreement ka=KeyAgreement.getInstance("DH"); ka.init(prk); ka.doPhase(pbk,true); //生成共享信息 byte[ ] sb=ka.generateSecret(); for(int i=0;i 运行截图
实验五 网络编程与安全-5
实验五 网络编程与安全-5
完整性校验结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器- 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
- 基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP
- 客户端让用户输入中缀表达式，然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式，把后缀表达式用3DES或AES算法加密通过网络把密文和明文的MD5値发送给服务器
- 客户端和服务器用DH算法进行3DES或AES算法的密钥交换
- 服务器接收到后缀表达式表达式后，进行解密，解密后计算明文的MD5值，和客户端传来的MD5进行比较，一致则调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
- 客户端显示服务器发送过来的结果
- 上传测试结果截图和码云链接
实验代码
import java.security.*;public class DigestPass{ static String md5(String str) throws Exception{ MessageDigest m=MessageDigest.getInstance("MD5"); m.update(str.getBytes("UTF8")); byte s[ ]=m.digest( ); String result=""; for (int i=0; i public class Dapart { String dapartstring(String str){ String s=""; char c[]=str.toCharArray(); for(int i=0;i 运行截图
三、实验感悟
这次实验感觉难度较大，代码的查阅以及改写都花了很多时间，任务点也比较多。
PSP
| 步骤 | 耗时 | 百分比 |
|---|---|---|
| 需求分析 | 25min | 8% |
| 设计 | 75min | 25% |
| 代码实现 | 150min | 50% |
| 测试 | 12.5min | 4% |
| 分析总结 | 37.5min | 13% |