20162311 实验三 敏捷开发与XP实践 实验报告

20162311 实验三 敏捷开发与XP实践 实验报告

实验内容

一、研究学习IDEA中的Code菜单

使用Code ->Reformate Code功能将以下代码格式化

public class CodeStandard {
public static void main(String [] args){
StringBuffer buffer = new StringBuffer();
buffer.append('S');
buffer.append("tringBuffer");
System.out.println(buffer.charAt(1));
System.out.println(buffer.capacity());
System.out.println(buffer.indexOf("tring"));
System.out.println("buffer = " + buffer.toString());
if(buffer.capacity()<20)
buffer.append("1234567");
for(int i=0; i<buffer.length();i++)
System.out.println(buffer.charAt(i));
}
}

找出一项自己感觉最好的功能

个人认为Surround With这个功能不错，可以将一段代码用一些常用的if/else，try/catch，while等包围起来。

二、下载搭档的Complex代码进行单元测试

添加了三个测试用例，运行结果如下

• 这里是代码链接
• 以下是git log截图
  
  

三、下载搭档代码进行至少三项重构

先在实验三 敏捷开发与XP实践中学习了重构，然后下载搭档代码进行练习

我进行的三项重构分别为

• Rename
• Ecapsulate Fields
• Extract Methods

四、学习Java 密码学算法

参考Java 密码学算法，以结对的方式完成Java密码学相关内容的学习，结合重构，git,代码标准。

（一）凯撒密码

• 凯撒密码的加密算法过程如下：

在这里，我们做此约定：明文记为m，密文记为c，加密变换记为E(k1,m)（其中k1为密钥），解密变换记为D(k2,m)（k2为解密密钥）（在这里k1=k2,不妨记为k）。凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换：

c≡m+k mod n （其中n为基本字符个数）

同样，解密过程可表示为：

m≡c+k mod n （其中n为基本字符个数）

public static void main(String args[]) throws Exception{
String s=args[0];
        int key=Integer.parseInt(args[1]);
        String es="";
        for(int i=0;i<s.length( );i++)
{  char c=s.charAt(i);
               if(c>='a' && c<='z') // 是小写字母
                  { c+=key%26;  //移动key%26位
                    if(c<'a') c+=26;  //向左超界
                    if(c>'z') c-=26;  //向右超界
                  }
               else if(c>='A' && c<='Z') // 是大写字母
{  c+=key%26;
                    if(c<'A') c+=26;
                    if(c>'Z') c-=26;
                  }
               es+=c;
           }
       System.out.println(es);
     }

该程序既可用于加密又可用于解密。只要执行：

java Caesar 明文（要加密的字符串） 密钥（移动的位数）

即可加密。

在密钥前面加上负号，将运行

java Caesar 密文（要解密的字符串） -密钥（移动的位数）

即可解密。

• 下面我用Hello World试验

加密

解密

（二）Java对称加密-DES算法

此种加密算法在加密和解密时使用的是同一密钥。博客中的示例将密钥生成在key1.dat文件中，编码格式保存于keykb1.dat中，加密时从key1.dat中获取密钥并将密文保存在SEnc.dat文件中。解密时从keykb1.dat中获取编码格式并解密。

• 以下是加密和解密截图

加密

解密

（三）Java非对称加密-RSA算法

Java非对称加密-RSA算法是指加密和解密时使用不同的密钥。同时，传递密文的双方A和B可以各自有一套公钥和私钥。A用B的公钥加密信息，传递给B，B再用自己的私钥解密，同理B也是如此

我先运行如下代码，把自己的公钥和私钥分别生成在Skey_RSA_pub20162311.dat和Skey_RSA_priv20162311.dat两个不同的文件中。

import java.io.*;
import java.security.*;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;

public class Skey_RSA{
   public static void main(String args[]) throws Exception{
        KeyPairGenerator kpg=KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        kpg.initialize(1024);
        KeyPair kp=kpg.genKeyPair();
        PublicKey pbkey=kp.getPublic();
        PrivateKey prkey=kp.getPrivate();
        //  保存公钥
        FileOutputStream  f1=new FileOutputStream("Skey_RSA_pub20162311.dat");
        ObjectOutputStream b1=new  ObjectOutputStream(f1);
        b1.writeObject(pbkey);
        //  保存私钥
        FileOutputStream  f2=new FileOutputStream("Skey_RSA_priv20162311.dat");
        ObjectOutputStream b2=new  ObjectOutputStream(f2);
        b2.writeObject(prkey);
   }
}

然后加密

package exp3;

/**
 * Created by Administrator on 2017/5/10.
 */

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.*;
import java.io.*;
public class Enc_RSA{
    public static void main(String args[]) throws Exception{
        String s= args[0];
        // 获取公钥及参数e,n
        FileInputStream f=new FileInputStream("Skey_RSA_pub20162311.dat");
        ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f);
        RSAPublicKey  pbk=(RSAPublicKey)b.readObject( );
        BigInteger e=pbk.getPublicExponent();
        BigInteger n=pbk.getModulus();
        System.out.println("e= "+e);
        System.out.println("n= "+n);
        // 明文 m
        byte ptext[]=s.getBytes("UTF8");
        BigInteger m=new BigInteger(ptext);
        // 计算密文c,打印
        BigInteger c=m.modPow(e,n);
        System.out.println("c= "+c);
        // 保存密文
        String cs=c.toString( );
        BufferedWriter out=
                new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
                        new FileOutputStream("Enc_RSA.dat")));
        out.write(cs,0,cs.length( ));
        out.close( );

    }
}

再用私钥解密

package exp3;

/**
 * Created by Administrator on 2017/5/10.
 */
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.*;
import java.io.*;
public class Dec_RSA{
    public static void main(String args[]) throws Exception{
        //读取密文
        BufferedReader in=
                new BufferedReader(new InputStreamReader(
                        new FileInputStream("Enc_RSA.dat")));
        String ctext=in.readLine();
        BigInteger c=new BigInteger(ctext);
        //读取私钥
        FileInputStream f=new FileInputStream("Skey_RSA_priv20162311.dat");
        ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f);
        RSAPrivateKey prk=(RSAPrivateKey)b.readObject( );
        BigInteger d=prk.getPrivateExponent();
        //获取私钥参数及解密
        BigInteger n=prk.getModulus();
        System.out.println("d= "+d);
        System.out.println("n= "+n);
        BigInteger m=c.modPow(d,n);
        //显示解密结果
        System.out.println("m= "+m);
        byte[] mt=m.toByteArray();
        System.out.println("PlainText is ");
        for(int i=0;i<mt.length;i++){
            System.out.print((char) mt[i]);
        }
    }
}

我把加密和解密的方法写入了EncryptAndDecrypt类中，然后在RSATest类中调用加密和解密的方法，就能在一个程序中同时加密和解密

• EncryptAndDecrypt类的码云链接

在RSATest类中实例化一个EncryptAndDecrypt对象。

package exp3;

/**
 * Created by Administrator on 2017/5/11.
 */
public class RSATest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String s = args[0];

        EncryptAndDecrypt ead = new EncryptAndDecrypt("Skey_RSA_pub20162311.dat", "Enc_RSA.dat","Skey_RSA_priv20162311.dat");
        ead.Encrypt(s);

        ead.Decrypt();
    }
}

实验问题

前三个实验比较简单，没有遇到什么问题，但是在练习Java非对称加密-RSA算法时遇到一个比较麻烦的问题。

• 问题：我和我的搭档各自生成了自己的公钥和私钥，我将搭档的公钥拷贝到我的IDEA上，然后用搭档的公钥进行加密，却出现了异常
  
  

搭档在自己的IDEA中可以用自己的公钥进行加密，但到了我的IDEA中就不行了。我请教了老师，老师将我们的代码git pull在Linux命令行下运行了，发现也不行，最后老师说是环境问题，所以我放弃了用搭档的公钥加密，再把密文传给搭档，让其用私钥解密的试验。

实验收获与感想

一、收获

本次实验收获如下

• 学会了IDEA的Code菜单中的许多实用的功能
• 学会了如何对代码进行重构
• 学会使用一些基础的Java密码学算法

二、感想

学习Java这门语言已经大半个学期了，从最开始的在命令行下敲代码，到现在用IDEA编程序，感觉自己的成长还是比较明显的。通过这次实验，我发现Java中包含了许多知识，不仅是编程，还有很多以前没有接触过的思维方式。这次实验我能明显感觉到没有前两次那么艰难，老师教的学习方法还是有很大用处的。这学期还有两次实验，希望自己能做的更好。