JAVA课程实验报告 实验五 JAVA网络编程及安全
实验目的与要求：
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。
一、实验内容
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基于Java Socket实现安全传输
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基于TCP实现客户端和服务器，结对编程一人负责客户端，一人负责服务器
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使用Git进行版本控制
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选择对称算法进行数据加解密.
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选择非对称算法对对称加密密钥进行密钥分发.
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选择合适的Hash算法进行完整性验证.
二、实验步骤
1.思路
混合密钥系统：
信息(明文)采用DES密钥加密,使用RSA加密前面的DES密钥信息,最终将混合信息进行传递。同时用hash函数将明文进行用作验证。
而接收方接收到信息后，用RSA解密DES密钥信息，再用RSA解密获取到的密钥信息解密密文信息，最终就可以得到我们要的信息(明文)。用hash函数对解出的明文进行验证，与发送过来的hash值相等，验证通过。
2.使用书上的客户端和服务器代码与老师给的代码组合，实现上述功能。
服务器代码:
package Client;
// file name��ComputeTCPClient.java
import java.net.*;
import java.io.*;
public class ComputeTCPClient
{
public static void main(String srgs[]) {
try {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 4421);
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));
System.out.print("请输入待发送的数据：");
String str=stdin.readLine();
Enc_RSA encode = new Enc_RSA(str);
String s=encode.encodedata;
out.println(s);
str=in.readLine();
System.out.println( "从服务器接收到的结果为："+str);
}
catch (Exception e) {
System.out.println(e);
}
finally{
//stdin.close();
//in.close();
//out.close();
//socket.close();
}
}
}
使用服务器端RSA的私钥对DES的密钥进行解密
package Client;
import java.io.*;
import java.math.BigInteger;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
public class Enc_RSA {
public String encodedata="";
public Enc_RSA(String s) throws Exception{
FileInputStream f=new FileInputStream("Skey_RSA_pub.dat");
ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f);
RSAPublicKey pbk=(RSAPublicKey)b.readObject( );
BigInteger e=pbk.getPublicExponent();
BigInteger n=pbk.getModulus();
byte ptext[]=s.getBytes("UTF8");
BigInteger m=new BigInteger(ptext);
BigInteger c=m.modPow(e,n);
String cs=c.toString( );
encodedata=cs;
}
}
使用DES对密文进行解密
String readline = in.readLine();//读取客户端传送来的数据
FileInputStream f2 = new FileInputStream("keykb1.dat");
int num2 = f2.available();
byte[] ctext = parseHexStr2Byte(readline);
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");//编码转换
System.out.println("从客户端接收到信息为：" + p); //打印解密结果
使用Hash函数检测明文完整性
String aline3 = in.readLine();
String x = p;
MessageDigest m2 = MessageDigest.getInstance("MD5");//使用MD5算法返回实现指定摘要算法的 MessageDigest对象
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();
link.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println(e);
}
}
二进制转换成十六进制，防止byte[]数字转换成string类型时造成的数据损失
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());//将字符串中的小写字母转换成大写字母,然后加在字符串上
}
return sb.toString();
}
将十六进制转换为二进制
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;
}
}
链接成功，接收信息解密信息成功，匹配成功
实验报告中统计自己的PSP(Personal Software Process)时间
| 步骤 | 耗时 | 百分比 |
|---|---|---|
| 需求分析 | 40分钟 | 21.1% |
| 设计 | 20分钟 | 10.5% |
| 代码实现 | 60分钟 | 31.6% |
| 测试 | 40分钟 | 21.1% |
| 分析总结 | 30分钟 | 15.8% |