20145326 《Java程序设计》实验五——Java网络编程及安全实验报告

实验内容

1．掌握Socket程序的编写；

2．掌握密码技术的使用；

3．设计安全传输系统。

实验步骤

我和20145211黄志远http://www.cnblogs.com/nostalgia-/组队编程，我设计Client部分。

• 确定服务器端IP地址和端口

  用设计服务器的电脑打开cmd命令行，在其中输入ipconfig查询服务器的IPv4地址并让负责客户端的用户记录下来，创立一个端口号且服务器和客户端一致（最好不要为8080、8030这些常见的）。

• 
• 
• 将Skey_RSA_priv.dat与Skey_RSA_pub.dat拷贝至与src同级的文件夹内，这样运行后才不会显示错误“系统找不到指定文件”。

• 编写代码

  1.建立一个Socket对象，用来建立一个端口号与客户端相连，获得网络输入流与输出流对象的引用。

  2.使用服务器端RSA的私钥对DES的密钥进行解密，对秘钥进行解密之后使用DES对密文进行解密。

  3.计算解密后的hash值来确定解密是否正确。

  注：加密算法、秘钥、Hash函数计算过程均利用的老师提供的代码

  客户端代码如下：

• package exp05;
  
  /**
   * Created by Administrator on 2016/5/6.
   */
          import java.net.*;
          import java.io.*;
          import java.security.*;
          import javax.crypto.*;
          import javax.crypto.spec.*;
          import java.security.spec.*;
          import javax.crypto.interfaces.*;
          import java.security.interfaces.*;
          import java.math.*;
  /**
   * Created by Think on 2016/5/6.
   */
  public class Client
  {
      public static void main(String srgs[]) throws Exception
      {
          try
          {
              KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance("DESede");
              kg.init(168);
              SecretKey k = kg.generateKey();
              byte[] ptext2 = k.getEncoded();
  
              // 创建连接特定服务器的指定端口的Socket对象
              Socket socket = new Socket("192.168.43.125", 12335);//这里输入的是服务器的ip地址和端口号，端口号要注意和服务器保持一致。
  
              // 获得从服务器端来的网络输入流
              BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
  
              // 获得从客户端向服务器端输出数据的网络输出流
              PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true);
  
              // 创建键盘输入流，以便客户端从键盘上输入信息
              BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
  
              //RSA算法，使用服务器端的公钥对DES的密钥进行加密
              FileInputStream f3 = new FileInputStream("Skey_RSA_pub.dat");
              ObjectInputStream b2 = new ObjectInputStream(f3);
              RSAPublicKey pbk = (RSAPublicKey) b2.readObject();
              BigInteger e = pbk.getPublicExponent();
              BigInteger n = pbk.getModulus();
              BigInteger m = new BigInteger(ptext2);
              BigInteger c = m.modPow(e, n);
              String cs = c.toString();
              out.println(cs); // 通过网络将加密后的秘钥传送到服务器
  
              //用DES加密明文得到密文
              System.out.print("请输入待发送的数据：");
              String s = stdin.readLine(); // 从键盘读入待发送的数据
              Cipher cp = Cipher.getInstance("DESede");
              cp.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);
              byte ptext[] = s.getBytes("UTF8");
              byte ctext[] = cp.doFinal(ptext);
              String str = parseByte2HexStr(ctext);
              out.println(str); // 通过网络将密文传送到服务器
  
              // 将客户端明文的Hash值传送给服务器
              String x = s;
              MessageDigest m2 = MessageDigest.getInstance("MD5");
              m2.update(x.getBytes());
              byte a[] = m2.digest();
              String result = "";
              for (int i = 0; i < a.length; i++)
              {
                  result += Integer.toHexString((0x000000ff & a[i]) | 0xffffff00).substring(6);
              }
              System.out.println(result);
              out.println(result);//通过网络将明文的Hash函数值传送到服务器
  
              str = in.readLine();// 从网络输入流读取结果
              System.out.println("从服务器接收到的结果为：" + str); // 输出服务器返回的结果
          }
          catch (Exception e)
          {
              System.out.println(e);//输出异常
          }
          finally
          {
  
          }
  
      }
  
      public static String parseByte2HexStr(byte buf[])
      {
          StringBuffer sb = new StringBuffer();
          for (int i = 0; i < buf.length; i++)
          {
              String hex = Integer.toHexString(buf[i] & 0xFF);
              if (hex.length() == 1)
              {
                  hex = '0' + hex;
              }
              sb.append(hex.toUpperCase());
          }
          return sb.toString();
      }
  
      public static byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr)
      {
          if (hexStr.length() < 1)
              return null;
          byte[] result = new byte[hexStr.length() / 2];
          for (int i = 0; i < hexStr.length() / 2; i++)
          {
              int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2, i * 2 + 1), 16);
              int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2 + 1, i * 2 + 2),
                      16);
              result[i] = (byte) (high * 16 + low);
          }
          return result;
      }
  }

• 匹配连接

  1.运行服务器端代码；

  2.显示“服务器已经启动后”运行客户端代码；

  3.显示“已经建立连接”就证明双方已经连接好了；

  4.客户端输入要传输的信息；

  5.服务器端显示从客户端接受到的信息；

  6.双方匹配成功，并在客户端显示“匹配成功”的消息。

• 
• 我们将端口设置为：12333. 从命令行中得知服务器的IP为：192.168.43.125
• 服务器方：
• 
• 然后服务器方点击“run”，客户端再“run”，这样就建立了连接。
• 

客户端输入发送的数据：

• 
• 服务器收到数据：
• 

• 实验中的问题和解决过程

  • 问题1：运行后显示错误“系统找不到指定文件”。
  • 解决：将Skey_RSA_priv.dat拷贝至与src同级的文件夹内。
  • 问题2：服务器启动后客户端显示错误java.net.SocketException: Connection reset（连接重置）。
  • 解决：没有关闭上次运行的窗口，端口号被占用，关闭上次运行的窗口后就可以成功了。
  • 问题3：服务器启动后客户端显示错误`java.net.ConnectException: Connection timed out: connect（连接超时）.

  • 解决：我们推断可能是网络连接有问题。我们最初同时使用edu的wifi，结果为连接超时；然后，我们连接同一台手机散发的热点，结果仍然为连接超时；最后，我用服务器端的电脑给客户端散发WiFi，结果就成功了，很神奇。

  • 实验代码托管截图

  • 客户端代码：
  • 
    • 服务器代码：
    • 

• PSP(Personal Software Process)时间

• 步骤	耗时	百分比
  需求分析	10min	12.5%
  设计	20min	25%
  代码实现	20min	25%
  测试	20min	25%
  分析总结	10min	12.5%