Java课程实验报告 实验四 Java网络编程及安全

北京电子科技学院（BESTI）

实     验    报     告

课程：Java程序设计     班级：1352     姓名：吕松鸿  学号：20135229

成绩：                 指导教师：娄嘉鹏             实验日期：2015.6.9

实验密级：             预习程度：                   实验时间：15:50--20:50

仪器组次：29           必修/选修： 选修             实验序号：04

实验目的：

1．掌握Java网络编程的方法；

2．掌握Java安全编程的方法；

3. 能综合使用各种技术；

实验内容一：

1.运行教材上TCP代码，结对进行，一人服务器，一人客户端。

2.利用加解密代码包，编译运行代码，客户端加密，服务器解密。

3.客户端加密明文后将密文通过TCP发送。

4.加密使用DES，DES加密密钥key发送至服务器，使用服务器的公钥加密，公钥算法使用RSA，检验发送信息的完整性使用MD5。

结对网络编程

实验代码：
服务器：

// file name：ComputeTCPServer.java
import java.net.*;
import java.io.*;
import java.security.*;
import java.security.spec.*;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
import javax.crypto.interfaces.*;
import java.security.interfaces.*;
import java.math.*;
public class ComputeTCPServer{
public static void main(String srgs[]) throws Exception {
ServerSocket sc = null;
Socket socket=null;
try {
sc= new ServerSocket(4410);//创建服务器套接字
System.out.println("端口号:" + sc.getLocalPort());
System.out.println("服务器已经启动...");
socket = sc.accept(); //等待客户端连接
System.out.println("已经建立连接");
//获得网络输入流对象的引用
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
////获得网络输出流对象的引用
PrintWriter out=new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())),true);

String aline2=in.readLine();
BigInteger c=new BigInteger(aline2);
FileInputStream f=new FileInputStream("Skey_RSA_priv.dat");
ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f);
RSAPrivateKey prk=(RSAPrivateKey)b.readObject( );
BigInteger d=prk.getPrivateExponent();
BigInteger n=prk.getModulus();
//System.out.println("d= "+d);
//System.out.println("n= "+n);
BigInteger m=c.modPow(d,n);
//System.out.println("m= "+m);
byte[] keykb=m.toByteArray();
//String aline3=new String(mt,"UTF8");
//String aline3=parseByte2HexStr(byte buf[]);

String aline=in.readLine();//读取客户端传送来的数据
//FileInputStream f2=new FileInputStream("keykb1.dat");
//int num2=f2.available();
//byte[] keykb=new byte[num2];
//f2.read(keykb);
byte[] ctext=parseHexStr2Byte(aline);
Key k=new SecretKeySpec(keykb,"DESede");
Cipher cp=Cipher.getInstance("DESede");
cp.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k);
byte []ptext=cp.doFinal(ctext);

String p=new String(ptext,"UTF8");
System.out.println("从客户端接收到信息为："+p); //通过网络输出流返回结果给客户端

/*String aline2=in.readLine();
BigInteger c=new BigInteger(aline2);
FileInputStream f=new FileInputStream("Skey_RSA_priv.dat");
ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f);
RSAPrivateKey prk=(RSAPrivateKey)b.readObject( );
BigInteger d=prk.getPrivateExponent();
BigInteger n=prk.getModulus();
//System.out.println("d= "+d);
//System.out.println("n= "+n);
BigInteger m=c.modPow(d,n);
//System.out.println("m= "+m);
byte[] mt=m.toByteArray();
//String aline3=new String(mt,"UTF8");*/

String aline3=in.readLine();
String x=p;
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);

if(aline3.equals(result)){
System.out.println("匹配成功");
}

out.println("匹配成功");
out.close();
in.close();
sc.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println(e);
}
}
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;
}
}

客户端：

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 ComputeTCPClient {
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();
//String kstr=parseByte2HexStr(kb);

//创建连接特定服务器的指定端口的Socket对象
Socket socket = new Socket("10.1.0.243", 4410);
//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));

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();
//System.out.println("e= "+e);
//System.out.println("n= "+n);
//byte ptext2[]=kstr.getBytes("UTF8");
BigInteger m=new BigInteger(ptext2);
BigInteger c=m.modPow(e,n);
//System.out.println("c= "+c);
String cs=c.toString( );
out.println(cs); //通过网络传送到服务器

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); //通过网络传送到服务器

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);

/*s=result;
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();
//System.out.println("e= "+e);
//System.out.println("n= "+n);
byte ptext2[]=s.getBytes("UTF8");
BigInteger m=new BigInteger(ptext2);
BigInteger c=m.modPow(e,n);
//System.out.println("c= "+c);
String cs=c.toString( );
out.println(cs); //通过网络传送到服务器*/

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);
}
finally{
//stdin.close();
//in.close();
//out.close();
//socket.close();
}

}
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;
}
}

统计的PSP(Personal Software Process)时间：

步骤	耗时（min）	百分比
需求分析	30	12.5%
设计	70	29.2%
代码实现	70	29.2%
测试	40	16.7%
分析总结	30

总结：

这次的实验，做起来比以往的实验都难，没有具体详细的实验步骤，一开始实施起来很困难，几乎无从下手，但后来，和小组同学进行讨论研究后，渐渐发现了实验的原理，使得实验过程有了眉目，到后来大家都明白是怎么一回事。现在看来，当理解了实验才会发现这实验还是很有趣的。通过这几次实验我懂得了学习java语言最重要的是掌握方法与架构，那些具体的函数与语句不是完全明白也可以应用它们。

小组成员：

朱国庆:http://www.cnblogs.com/20135237zero/

黄伟业：http://www.cnblogs.com/1551127024hwy/