java网络编程与安全

北京电子科技学院（BESTI）

实验报告

课程：JAVA程序设计 班级：1253 姓名：魏昊卿 小组伙伴：杨舒雯

学号：20135203 伙伴：20135324

成绩： 指导教师：娄嘉鹏 实验日期：2015.6.09

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：04

实验名称：java网络编程与安全

实验目的与要求：

1．掌握Java网络编程的方法

2.掌握Java安全编程的方法

3.能综合使用各种技术

1、服务器

（1）文件加密：

import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileOutputStream;

import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.SecretKey;

import javax.crypto.SecretKeyFactory;

import javax.crypto.spec.DESKeySpec;

public class JiaMi {

public static void main(String[] args) throws Exception {

// DES算法要求有一个可信任的随机数源

SecureRandom sr = new SecureRandom();

// 获得密匙数据

FileInputStream fi = new FileInputStream(new File("key.txt"));

byte rawKeyData[] = new byte[fi.available()];

fi.read(rawKeyData);

fi.close();

// 从原始密匙数据创建DESKeySpec对象

DESKeySpec dks = new DESKeySpec(rawKeyData);

// 创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec转换成一个SecretKey对象

SecretKey key = SecretKeyFactory.getInstance("DES").generateSecret(dks);

// Cipher对象实际完成加密操作

Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");

// 用密匙初始化Cipher对象

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, sr);

// 获取要加密的文件数据

FileInputStream fi2 = new FileInputStream(new File("lib.txt"));

byte data[] = new byte[fi2.available()];

fi2.read(data);

fi2.close();

// 正式执行加密操作

byte encryptedData[] = cipher.doFinal(data);

// 用加密后的数据文件

FileOutputStream fo = new FileOutputStream(new File("jiami.txt"));

fo.write(encryptedData);

fo.close();

new ServerTest().start();

}

}

（2）文件加密中调用文件传输代码：

import java.io.BufferedInputStream;

import java.io.DataInputStream;

import java.io.DataOutputStream;

import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.SecretKey;

import javax.crypto.SecretKeyFactory;

import javax.crypto.spec.DESKeySpec;

public class ServerTest {

int port = 8821;

void start() {

Socket s = null;

try {

ServerSocket ss = new ServerSocket(port); //创建一个ServerSocket套接字对象,并绑定在8821端口上

while (true) {

// 选择进行传输的文件

String filePath = "C:\\Users\\田雨晴\\Desktop\\服务器\\jiami.txt";

File fi = new File(filePath); //通过将给定路径名字符串转换为抽象路径名来创建一个新 File 实例

System.out.println("文件长度:" + (int) fi.length());

s = ss.accept();

System.out.println("建立socket链接");

DataInputStream dis = new DataInputStream(new BufferedInputStream(s.getInputStream())); //DataInputStream:使用指定的底层 InputStream 创建一个 DataInputStream;

dis.readByte(); //返回此输入流的下一个字节，以有符号 8 位 byte 的形式表示。

DataInputStream fis = new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(filePath)));

DataOutputStream ps = new DataOutputStream(s.getOutputStream());//创建一个新的数据输出流，将数据写入指定基础输出流

ps.writeUTF(fi.getName());

ps.flush();

ps.writeLong((long) fi.length());

ps.flush();

int bufferSize = 8192; //缓冲区，1k

byte[] buf = new byte[bufferSize];

while (true) {

int read = 0;

if (fis != null) {

read = fis.read(buf);

}

if (read == -1) {

break;

}

ps.write(buf, 0, read);

}

ps.flush();// 直到socket超时，导致数据不完整。

fis.close();

s.close();

System.out.println("文件传输完成");

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

public static void main(String arg[]) {

new ServerTest().start();

}

}

2、客户端

（1）文件解密：

import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileOutputStream;

import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.SecretKey;

import javax.crypto.SecretKeyFactory;

import javax.crypto.spec.DESKeySpec;

public class JieMi {

public static void main(String[] args) throws Exception {

new ClientTest();

// DES算法要求有一个可信任的随机数源

SecureRandom sr = new SecureRandom();

// 获得密匙数据

FileInputStream fi = new FileInputStream(new File("key.txt"));

byte rawKeyData[] = new byte[fi.available()];// = new byte[5];

fi.read(rawKeyData);

fi.close();

// 从原始密匙数据创建一个DESKeySpec对象

DESKeySpec dks = new DESKeySpec(rawKeyData);

// 创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec对象转换成一个 SecretKey对象

SecretKey key = SecretKeyFactory.getInstance("DES").generateSecret(dks);

// Cipher对象实际完成解密操作

Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");

// 用密匙初始化Cipher对象

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, sr);

// 现在，获取数据并解密

FileInputStream fi2 = new FileInputStream(new File("jiami.txt"));

byte encryptedData[] = new byte[fi2.available()];

fi2.read(encryptedData);

fi2.close();

// 正式执行解密操作

byte decryptedData[] = cipher.doFinal(encryptedData);

// 这时把数据还原成原有的类文件

FileOutputStream fo = new FileOutputStream(new File("jiemi.txt"));

fo.write(decryptedData);

}

}

（2）文件解密中调用的Socket代码：

import java.net.*;

import java.io.*;

public class ClientSocket {

private String ip;

private int port;

private Socket socket = null;

DataOutputStream out = null;

DataInputStream getMessageStream = null;

public ClientSocket(String ip, int port) {

this.ip = ip;

this.port = port;

}

//创建Socket连接

public void CreateConnection() throws Exception {

try {

socket = new Socket(ip, port);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

if (socket != null)

socket.close();

throw e;

} finally {

}

}

public void sendMessage(String sendMessage) throws Exception {

try {

out = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());

if (sendMessage.equals("Windows")) {

out.writeByte(0x1);

out.flush();

return;

}

if (sendMessage.equals("Unix")) {

out.writeByte(0x2);

out.flush();

return;

}

if (sendMessage.equals("Linux")) {

out.writeByte(0x3);

out.flush();

} else {

out.writeUTF(sendMessage);

out.flush();

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

if (out != null)

out.close();

throw e;

} finally {

}

}

public DataInputStream getMessageStream() throws Exception {

try {

getMessageStream = new DataInputStream(new BufferedInputStream(socket.getInputStream()));

return getMessageStream;

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

if (getMessageStream != null)

getMessageStream.close();

throw e;

} finally {

}

}

public void shutDownConnection() {

try {

if (out != null)

out.close();

if (getMessageStream != null)

getMessageStream.close();

if (socket != null)

socket.close();

} catch (Exception e) {

}

}

}

（3）文件解密中调用的文件传输代码：

import java.io.BufferedOutputStream;

import java.io.DataInputStream;

import java.io.DataOutputStream;

import java.io.FileOutputStream;

public class ClientTest {

private ClientSocket cs = null;

private String ip = "222.28.128.170";// 设置成服务器IP

private int port = 8821;

private String sendMessage = "Windwos";

public ClientTest() {

try {

if (createConnection()) {

sendMessage();

getMessage();

}

} catch (Exception ex) {

ex.printStackTrace();

}

}

private boolean createConnection() {

cs = new ClientSocket(ip, port);

try {

cs.CreateConnection();

System.out.print("连接服务器成功!" + "\n");

return true;

} catch (Exception e) {

System.out.print("连接服务器失败!" + "\n");

return false;

}

}

private void sendMessage() {

if (cs == null)

return;

try {

cs.sendMessage(sendMessage);

} catch (Exception e) {

System.out.print("发送消息失败!" + "\n");

}

}

private void getMessage() {

if (cs == null)

return;

DataInputStream inputStream = null;

try {

inputStream = cs.getMessageStream();

} catch (Exception e) {

System.out.print("接收消息缓存错误\n");

return;

}

try {

//本地保存路径，文件名会自动从服务器端继承而来。

String savePath = "222.28.128.170";

int bufferSize = 8192;

byte[] buf = new byte[bufferSize];

int passedlen = 0;

long len=0;

savePath += inputStream.readUTF();

DataOutputStream fileOut = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(savePath))));

len = inputStream.readLong();

System.out.println("文件的长度为:" + len + "\n");

System.out.println("开始接收文件!" + "\n");

while (true) {

int read = 0;

if (inputStream != null) {

read = inputStream.read(buf);

}

passedlen += read;

if (read == -1) {

break;

}

//下面进度条本为图形界面的prograssBar做的，这里如果是打文件，可能会重复打印出一些相同的百分比

System.out.println("文件接收了" + (passedlen * 100/ len) + "%\n");

fileOut.write(buf, 0, read);

}

System.out.println("接收完成，文件存为" + savePath + "\n");

fileOut.close();

} catch (Exception e) {

System.out.println("接收消息错误" + "\n");

return;

}

}

public static void main(String arg[]) {

new ClientTest();

}

}

实验结果截图：

服务器：





客户端：





明文：



密文：



密钥：



实验中出现的问题及解决方法

1.一开始忽略了ip地址会变动的问题，因而导致很多次连接没有成功又发现不了问题。但是经过耐心地检查代码和阅读计算机网络课程的书籍，最后发现问题所在。

实验总结：

1.在本次实验中我们采用了DES加密解密算法。我们设置原始密钥为“2013530320135324”，并在此基础上进行了DES加密，在客户端进行解密，最终能够得到原始文件。

2.这次java实验设计的范围很广泛，囊括了很多方面的知识，所以需要java、计算机网络、密码学三方面相结合，在最初拿到实验的时候查阅了相关书籍。但同时通过这次实验，也让我们体会到了JAVA在加解密运算方面的便捷性。

3.我们在这次实验中是通过服务端向客户端发送文件的方式，可以相当于用户在服务端进行加密下载，下载后自动解密