20145238-荆玉茗 《Java程序设计》第五次实验报告
2016-05-08 19:49
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实验五 Java网络编程及安全
一、实验内容
1.运行下载的TCP代码,结对进行,一人服务器,一人客户端;2.利用加解密代码包,编译运行代码,一人加密,一人解密;
3.集成代码,一人加密后通过TCP发送;
4.结对伙伴:20145224陈颢文,我负责服务端,她负责客户端,博客地址:。
注:加密使用AES或者DES/AES或者DES加密密钥key并发送,使用服务器的公钥加密/公钥算法使用RSA或DH/检验发送信息的完整性使用MD5或者SHA3;
二、实验步骤
·运行TCP代码import java.net.*; import java.io.*; public class ComputeTCPClient { public static void main(String srgs[]) { try { //创建连接特定服务器的指定端口的Socket对象 Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 4421); //获得从服务器端来的网络输入流 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); //获得从客户端向服务器端输出数据的网络输出流 PrintWriter out=new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())),true); //创建键盘输入流,以便客户端从键盘上输入信息 BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); System.out.print("请输入待发送的数据:"); String str=stdin.readLine(); //从键盘读入待发送的数据 out.println(str); //通过网络传送到服务器 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); } finally{ //stdin.close(); //in.close(); //out.close(); //socket.close(); } } }
import java.net.*; import java.io.*; public class ComputeTCPServer{ public static void main(String srgs[]) { ServerSocket sc = null; Socket socket=null; try { sc= new ServerSocket(4421);//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 aline=in.readLine();//读取客户端传送来的数据 System.out.println("从客户端接收到信息为:"+aline); //通过网络输出流返回结果给客户端 out.println("Echo:" + aline); out.close(); in.close(); sc.close(); } catch (Exception e) { System.out.println(e); } } }
运行结果如下
·查看自己的IP地址为:222.28.128.64
与小伙伴确认联通
·建立Socket对象
getInetAddress(): 获得远程服务器的IP 地址.
getPort(): 获得远程服务器的端口.
getLocalAddress(): 获得客户本地的IP 地址.
getLocalPort(): 获得客户本地的端口.
getInputStream(): 获得输入流. 如果Socket 还没有连接, 或者已经关闭, 或者已经通过 shutdownInput() 方法关闭输入流, 那么此方法会抛出IOException.
getOutputStream(): 获得输出流, 如果Socket 还没有连接, 或者已经关闭, 或者已经通过 shutdownOutput() 方法关闭输出流, 那么此方法会抛出IOException.
• 密钥的加密:
发送方A——>接收方B
A加密时,用B的公钥
B解密时,用B的私钥
•发送方A对信息(明文)采用DES密钥加密,使用RSA公钥加密前面的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。
•接收方B接收到信息后,用RSA私钥解密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。
服务端具体代码如下:
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 args[]) throws Exception { ServerSocket link = null; Socket socket = null; try { link = new ServerSocket(5288);// 创建服务器套接字 System.out.println("端口号:" + link.getLocalPort()); System.out.println("服务器已经启动..."); socket = link.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 line = in.readLine(); BigInteger cipher = new BigInteger(line); 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();//mod n BigInteger m = cipher.modPow(d, n);//m=d (mod n) System.out.println("d= " + d); System.out.println("n= " + n); System.out.println("m= " + m); byte[] keykb = m.toByteArray(); // 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; } }
服务端
实验中遇到的问题
·在运行老师给的代码时我和室友同时运行,IDEA显示java.net.SocketException:Connection address in used```
解决:
因为代码是老师给的所以连接时所使用的是同一个端口,只能允许一个人占用。
实验感想与体会
本次实验,我们需要做的工作就是将老师所给的代码加以整合,但自己真正编译代码还是有很大的困难,通过本次实验我了解到,很多加密算法在java中调用即可,大大减化工作的复杂性,不仅要学好java,更重要的是学会如何使用。PSP(Personal Software Process)
步骤 | 耗时 | 百分比 |
---|---|---|
需求分析 | 2 mins | 10% |
设计 | 4 mins | 20% |
代码实现 | 8 mins | 40% |
测试 | 6 mins | 30% |
分析总结 | 10 mins | 50% |
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