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  • 20155208徐子涵 实验五 网络编程与安全

    20155208徐子涵 实验五 网络编程与安全

    实验一

    • 两人一组结对编程:
    • 参考http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6766748.html#SECDSA
    • 结对实现中缀表达式转后缀表达式的功能 MyBC.java
    • 结对实现从上面功能中获取的表达式中实现后缀表达式求值的功能,调用MyDC.java
    • 上传测试代码运行结果截图和码云链接 产品代码
    1 import java.util.StringTokenizer;
      2 import java.util.Stack;
      3
      4 public class MyDC
      5 {
      6   /** constant for addition symbol */
      7   private final char ADD = '+';
      8   /** constant for subtraction symbol */
      9   private final char SUBTRACT = '-';
     10   /** constant for multiplication symbol */
     11   private final char MULTIPLY = '*';
     12   /** constant for division symbol */
     13   private final char DIVIDE = '/';
     14   /** the stack */
     15   private Stack<Integer> stack;
     16
     17   /**
     18    * Sets up this evalutor by creating a new stack.
     19    */
     20   public MyDC()
     21   {
     22     stack = new Stack<Integer>();
     23   }
     24
     25   public int evaluate (String expr)
     26   {
     27     int op1, op2, result = 0;
     28     String token;
     29     StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer (expr);
     30
     31     while (tokenizer.hasMoreTokens())
     32     {
     33       token = tokenizer.nextToken();
     34
     35       if (isOperator(token))
     36       {
     37         op2 = (stack.pop()).intValue();
     38         op1 = (stack.pop()).intValue();
     39         result = evalSingleOp (token.charAt(0), op1, op2);
     40         stack.push (new Integer(result));
     41       }
     42       else
     43         stack.push (new Integer(Integer.parseInt(token)));
     44     }
     45
     46     return result;
     47   }
     48
     49   private boolean isOperator (String token)
     50   {
     51     return ( token.equals("+") || token.equals("-") ||
     52              token.equals("*") || token.equals("/") );
     53   }
     54
     55   private int evalSingleOp (char operation, int op1, int op2)
     56   {
     57     int result = 0;
     58
     59     switch (operation)
     60     {
     61       case ADD:
     62         result = op1 + op2;
     63         break;
     64       case SUBTRACT:
     65         result = op1 - op2;
     66         break;
     67       case MULTIPLY:
     68         result = op1 * op2;
     69         break;
     70       case DIVIDE:
     71         result = op1 / op2;
     72     }
     73
     74     return result;
     75   }
     76 }44     }
     45
     46     return result;
     47   }
     48
     49   private boolean isOperator (String token)
     50   {
     51     return ( token.equals("+") || token.equals("-") ||
     52              token.equals("*") || token.equals("/") );
     53   }
     54
     55   private int evalSingleOp (char operation, int op1, int op2)
     56   {
     57     int result = 0;
     58
     59     switch (operation)
     60     {
     61       case ADD:
     62         result = op1 + op2;
     63         break;
     64       case SUBTRACT:
     65         result = op1 - op2;
     66         break;
     67       case MULTIPLY:
     68         result = op1 * op2;
     69         break;
     70       case DIVIDE:
     71         result = op1 / op2;
     72     }
     73
     74     return result;
     75   }
     76 }

    测试代码:

    1 import java.util.Scanner;
     2
     3 public class MyDCTester  {
     4
     5   public static void main (String[] args) {
     6
     7     String expression, again;
     8
     9     int result;
    10
    11     try
    12     {
    13       Scanner in = new Scanner(System.in);
    14
    15       do
    16       {
    17         MyDC evaluator = new MyDC();
    18         System.out.println ("Enter a valid postfix expression: ");
    19         expression = in.nextLine();
    20
    21         result = evaluator.evaluate (expression);
    22         System.out.println();
    23         System.out.println ("That expression equals " + result);
    24
    25         System.out.print ("Evaluate another expression [Y/N]? ");
    26         again = in.nextLine();
    27         System.out.println();
    28       }
    29       while (again.equalsIgnoreCase("y"));
    30     }
    31     catch (Exception IOException)
    32     {
    33       System.out.println("Input exception reported");
    34     }
    35   }
    36 }

    运行结果:

    实验二:

    • 结对编程:1人负责客户端,一人负责服务器 注意责任归宿,要会通过测试证明自己没有问题
    • 基于Java Socket实现客户端/服务器功能,传输方式用TCP
    • 客户端让用户输入中缀表达式,然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式,把后缀表达式通过网络发送给服务器
    • 服务器接收到后缀表达式,调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值,把结果发送给客户端 客户端显示服务器发送过来的结果
    • 上传测试结果截图和码云链接

    客户端网络编程步骤

    • 首先指定连接到的服务器的IP地址和端口号来建立网络连接
    • 连接建立以后,就可以通过这个连接交换数据了。交换数据严格按照请求响应模型进行,由客户端发送一个请求数据到服务器,服务器反馈一个响应数据给客户端,如果客户端不发送请求则服务器端就不响应。
    • 本次实验要求要对数据进行加密操作:
    • 先获得DES的密钥
    • 然后使用RSA算法,使用服务器端的公钥对DES的密钥进行加密
    • 再用DES加密明文得到密文 得到了明文就可以将客户端明文的Hash值传送给服务器,然后会收到来自服务器的返回数据
    • 数据交换完毕后关闭连接

    服务器端网络编程步骤:

    • 服务器属于被动等待连接,所以首先要进行监听端口,等待客户端进行连接。
    • 在客户端连接之后,服务器就获得一个与客户端之间的连接,二者就可以通过这个连接进行数据交换了。
    • 服务器接收到客户端传来的数据之后要进行处理,针对本次实验来说,客户端传来的数据是加密过的,所以服务器需要进行解密的操作: 首先要使用服务器端RSA的私钥对DES的密钥进行解密
    • 再将十六进制数据转换成十进制
    • 之后用解密得到的DES密钥对DES进行解密
    • 然后使用解密得到的DES对十进制进制密文数据进行解密
    • 最后将得到的十进制明文用“UTF-8”转码成明文字符
    • 解密之后得到明文之后还需要验证数据完整性,在这里使用Hash函数来检测。
    • 检测成功之后再向客户端返回数据表示匹配成功或者失败
    • 最后关闭连接。

    服务器代码:

    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(10001);//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);
                //使用服务器端RSA的私钥对DES的密钥进行解密
                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();
                //使用DES对密文进行解密
                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
                //使用Hash函数检测明文完整性
                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);
            }
        }
        //十六进制和十进制转换
        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;
        }
    }


    客户端代码的编写:

    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()));
                PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), 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();
        }
    }

    PSP(Personal Software Process)时间

    步骤耗时百分比
    需求分析 10min 9.1%
    设计 15min 13.6%
    代码实现 40min 36.4%
    测试 25min 22.7%
    分析总结 20min 18.2%

    实验总结

    这次实验是我们的最后一次实验了,感觉5次实验做下来之后自己的收获真的是特别大,深刻体会到了老师口中的做中学是什么意思,懂得了把知识运用到实践之中去,感觉自己已经入了一点门,我下学期一定会更加努力的。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xuzihan/p/6939664.html
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