20145335《java程序设计》第5次实验报告

20145335郝昊实验五 java网络编程及安全

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20145307陈俊达，我负责编写客户端代码的编写，他负责服务器代码的编写

• 建立一个Socket对象，用来连接特定服务器的指定端口，输入的参数是ip地址和端口，注意ip地址是服务器的ip地址，即运行服务器的那台主机的ip地址。

• 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。以上根据TCP的客户端代码编写。

• 先用RSA算法加密DES的秘钥，加密采用服务器的公钥。将加密后的秘钥传送给服务器。

• 用DES算法加密明文，将密文传到服务器。

• 计算明文的Hash函数值，传送给服务器。

　　以上用到的加密算法、秘钥、Hash函数计算过程均利用的老师提供的代码。最后从网络输入流读取结果，把从服务端返回的结果输出出来。在抛出异常部分，因为继承的是Exception类，所以直接输出抛出的异常。

实验代码（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 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("10.43.62.8", 10001);
        		BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        			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();
		}
	}

选择对算法进行数据加解密

RSA公钥密码加密算法，相对来说是一种安全性较高的加密方式。

选择非对称算法对对称加密密钥进行密钥分发

	KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance("DESede");
	kg.init(168);
	SecretKey k=kg.generateKey( );
	byte[] ptext2=k.getEncoded();
	//String kstr=parseByte2HexStr(kb);

实验结果

经过代码的调试，和队友的协作，完成了本次实验基本要求。

心得体会

在操作本次实验的时候遇到了java.net.SocketException: Connection reset的问题，百度搜索该语句，是因为连接的问题，需要先运行服务器，再运行客户端，就可以实现连接了。当然，出现这个问题的原因还可能是因为防火墙，或者IP地址不对等问题。

此次设计的是服务器与客户端之间进行通信，老师在我们设计之前讲解的很清晰，使得我们大家操作起来比较娴熟。让我感觉到了软件编程的趣味性和实用性，虽说一些技术我们在课堂上也曾学习过，但是大都停留在理论基础上，实际开发很少，而这次实验给了我们一个很好的边学习边实践的机会，对我们深入学习这些技术有很大的帮助，深刻体会到了这些技术的实用性。

通过这次试验，我更加深刻的学习了java编程以及操作，在以后的实验以及实际操作中，我相信我能更好使用java进行java程序的编写，同时对于socke编程和安全传输有了全新的认识。

实验PSP （Presonal Sowftware Process）时间

步骤	耗时	百分比
需求分析	5	6.25%
设计	10	12.5%
代码实现	50	62.5%
测试	10	12.5%
分析总结	5	3.25%

参考资料

• socket编程是什么。
  
  http://zhidao.baidu.com/link?url=qdcZMpAjpF0sxJo3Jd2iNCBZfl9QYeN2cbF5WGMvyq3qX-CWSUw1EGKKlmey7kKfinySkUCsQdQ4loJ8JNknk_