20145222 《Java程序设计》实验五实验报告

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

本次实验我的结对编程对象是2014517周恩德,我负责编写客户端代码的编写,他负责服务器代码的编写,以下是我实验进行的步骤:

一、首先,我们要对计算机网络的一些基本概念有所了解,可以参考一下娄老师提供的Java网络编程。

二、客户端的编程主要由三个步骤实现:建立网络连接、数据交换、关闭网络连接。

1.首先我们要建立连接,在Java API中以java.net.Socket类的对象代表网络连接,所以建立客户端网络连接,也就是创建Socket类型的对象,因此,我先创建一个socket对象,Socket socket = new Socket("192.168.43.246", 10001)。

2.这里socket实现的是连接到IP地址为192.168.43.246的10001号端口(端口号任意指定),需要特别说明的是,这里的IP地址指的是服务器电脑的IP地址,端口号也要与服务器上的端口号保持一致。

3.这里提供一个查询IP地址的方法,打开命令提示符,输入指令ipconfig,找到你现在所使用的网络,显示的IPv4地址就是你的电脑现在使用的IP地址,如图所示:

三、接着利用BufferedReader对象获得从服务器传来的网络输入流,用PrintWriter对象获得从客户端向服务器输出数据的网络输出流,用BufferedReader对象创建键盘输入流,以便客户端从键盘上输入信息。

四、由于我们需要进行安全传输,所以在传输过程中还要对数据进行加密,一般来说,采用对称性加密算法与非对称性加密算法结合的方式安全性要更高,因此这里我先用的是RSA算法,用服务器的公钥先对DES的密钥进行加密,然后将加密后的密钥传给服务器,接着让用户输入需要传输的明文,再使用DES算法对明文进行加密,将加密后的密文通过网络传到服务器,然后计算明文的Hash值,传送到服务器。服务器总共会收到来自客户端发送的DES的密钥、密文以及明文的Hash值,服务器会采用RSA公钥密码中服务器的私钥解密DES的密钥,接着用解密后的DES的密钥对密文进行解密,得到明文。服务器再将解得的明文计算Hash值,检查其是否与传过来的Hash值一致,如果一致说明匹配成功。

五、客户端代码:


package client; 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.*; 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();
Socket socket = new Socket("192.168.199.212", 2358);
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true);
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
System.out.print("请输入待发送的数据:"); //用DES加密明文得到密文
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
{ } } //将十六进制转换成二进制
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();
}
}
  • 实验效果如图所示:

实验中遇到的问题及解决过程

  • 随便输入一串字符时但不能传输成功,如图:

  • 后面发现要输入一段正确的有空格的英语语句才行。

PSP时间

步骤 耗时 百分比
需求分析 20mi 13.8%
设计 30min 20.7%
代码实现 60min 41.4%
测试 15min 10.3%
分析总结 20min 13.8%

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