北京电子科技学院（BESTI）
实 验 报 告
课程：Java 班级：1351班 姓名：臧文君 学号：20135115
成绩： 指导教师：娄嘉鹏 实验日期：2015.6.9
实验密级：无 预习程度： 实验时间：15:30-18:00
仪器组次： 必修/选修：选修 实验序号：四
实验名称： 服务器与客户端间传送信息加解密
实验目的与要求： 1.没有Linux基础的同学建议先学习《Linux基础入门（新版）》《Vim编辑器》 课程。
2.使用实验楼git服务托管代码。
3.完成实验、撰写实验报告，实验报告以博客方式发表在博客园，注意实验报告重点是运行结果，遇到的问题(工具查找，安装，使用，程序的编辑，调试，运行等)、解决办法（空洞的方法如“查网络”、“问同学”、“看书”等一律得0分）以及分析（从中可以得到什么启示，有什么收获，教训等）。报告可以参考范飞龙老师的指导。
4. 严禁抄袭，有该行为者实验成绩归零，并附加其他惩罚措施。
实验仪器：
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名称 |
型号 |
数量 |
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笔记本电脑 |
Lenovo Z485 |
1台 |
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实验内容、步骤与体会（附纸）：
一、实验内容
1. 先运行教材上TCP代码，一人服务器，一人客户端。
2. 下载加解密代码，先编译运行代码，一人加密一人解密，适当修改代码。
3. 然后集成代码，一人加密后通过TCP发送，加密使用AES或DES，AES或DES加密密钥Key的发送，使用服务器的公钥加密，公钥算法用RSA或DH，发送信息的完整性验证使用MD5或SHA3。
4.使用试验后git服务托管代码。
5.完成实验后，找老师验收，课下写Blog。
二、实验步骤
结对同学：20135207 王国伊
Blog网址：www.cnblogs.com/20135207oneking
1、实验分工：臧文君---服务器，加解密代码整合。
王国伊---客户端，实现两台PC机相连。
2、实验步骤：
（1）下载老师提供的加解密代码，分析理解代码中语句的功能。
（2）根据代码中的语句，查找自己主机的IP地址,确定端口号。
在命令行中输入：ipconfig。
找到自己主机的IP地址为：222.28.128.119。
（3）根据书上TCP的实例，用BufferedReader获取从服务器传入的数据流，再用PrintWriter获取从客户端传出的输出流。
（4）用RSA算法加密，加密使用服务器的公钥，再将加密后的密钥传给服务器。
（5）用DES算法加密输入的明文，将加密后的密文传给服务器。
（6）使用Hash函数，计算明文的Hash函数值，传给服务器。
（7）把从服务器返回的结果输出。
（8）将代码在实验楼中用git服务托管。
3、代码：
服务器：
package exp4;
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 Server {
public static void main(String srgs[]) throws Exception {
ServerSocket sc = null;
Socket socket = null;
try {
sc = new ServerSocket(8029);// 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();
BigInteger m = c.modPow(d, n);
byte[] keykb = m.toByteArray();
String aline = in.readLine();// 读取客户端传送来的数据
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 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：
package exp4;
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();
// 创建连接特定服务器的指定端口的Socket对象
Socket socket = new Socket("222.28.128.119", 8028);
// 网络输入流
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(
socket.getInputStream()));
// 网络输出流
PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true);
// 创建键盘输入流
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();
BigInteger m = new BigInteger(ptext2);
BigInteger c = m.modPow(e, n);
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();
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);
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);
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 {
}
}
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;
}
}
三、实验体会
这次实验是Java课程的最后一个实验，实验内容比较有难度。
首先，老师提供了加解密方法的代码和实验的步骤。我们遇到的第一个问题是将代码整合。由于要使用服务器的公钥加密密钥key，还需要验证信息的完整性，在整合代码方面比较有难度。在根据课本TCP的实例，将所需要的java文件和dat文件导入后，整合好了代码。之后，我们进行了测试，遇到了第二个问题，连接成功后提示：
后来经过几次调试发现是网络的问题。调试成功后，可以正常传输信息。
这次实验，我学会了在客户端和服务器之间加解密传输信息，这对于维护信息安全十分有效。因为加解密都是用老师提供的代码，所以整合代码还相对容易些。但在自己编写代码这方面，还需要课下多多锻炼提高。
附：
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步骤 |
耗时 |
百分比 |
|
需求分析 |
0.5h |
5% |
|
设计 |
1.5h |
15% |
|
代码实现 |
5h |
50% |
|
测试 |
2h |
20% |
|
分析总结 |
1h |
10% |