20145216史婧瑶《Java程序设计》第五次实验报告
2016-05-08 21:17
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20145216 实验五《Java网络编程》
实验内容
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
实验要求
1.基于Java Socket实现安全传输2.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
3.使用Git进行版本控制
4.选择对称算法进行数据加解密
5.选择非对称算法对对称加密密钥进行密钥分发
6.选择合适的Hash算法进行完整性验证
7.选择合适的算法对Hash值进行签名/验证
实验步骤
1.运行TCP代码,我负责客户端。结对伙伴 盖泽双 负责服务器 博客地址:http://www.cnblogs.com/GZSdeboke/
了解TCP代码
代码示例如下:
import java.net.*; import java.io.*; public static void main(String srgs[]) { public class ComputeTCPClient { 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(); } } }
运行结果如下:
![](https://oscdn.geek-share.com/Uploads/Images/Content/202002/06/1166581ddf3795b978afee58963b8ff4.png)
代码示例如下:
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:
![](https://oscdn.geek-share.com/Uploads/Images/Content/202002/06/86ed3a3abd0ce16d92413cc8c16c56e8.png)
设置IP地址
打开cmd,输入ipconfig指令,如图:
![](https://oscdn.geek-share.com/Uploads/Images/Content/202002/06/260412d077912d879f825f645320b040.png)
获得我在当前局域网中的IP地址:172.21.205.3,并与结对伙伴确认连通;
建立Socket对象
Socket对象的相关作用在老师给的《Java网络编程技术》的博客中已经有所了解,在此总结获取Socket信息的方法:
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.
建立一个Socket对象,用来连接特定服务器的指定端口,输入的参数是刚刚获取的ip地址和双方默认的同一端口。
2.下载加解密代码,先编译运行代码,我负责加密。
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。
3.集成代码,一人加密后通过TCP 发送,加密使用DES或AES,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或者DH。
具体代码如下:
public class Client1 { public static void main(String args[]) throws Exception{ try { KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance("DESede");//Java中KeyGenerator类中提供了创建对称密钥的方法; kg.init(168); //初始化密钥生成器,指定密钥的长度。 SecretKey k=kg.generateKey( );//生成密钥,使用第一步获得的KeyGenerator类型的对象中generateKey( )方法可以获得密钥。其类型为SecretKey类型,可用于以后的加密和解密。 byte[] ptext2=k.getEncoded();// 获取主要编码格式,将返回的编码放在byte类型的数组中。 Socket socket = new Socket("172.27.35.6",8080);//创建连接到服务器的8080端口 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));//从服务器端获得输入流 PrintWriter out=new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())),true); //获得向服务器端输出数据的输出 BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); //从键盘上输入信息 //服务器端RSA的公钥对DES的密钥进行加密 FileInputStream f3=new FileInputStream("Skey_RSA_pub.dat");//将文件中保存的对象读取出来以便使用 ObjectInputStream b2=new ObjectInputStream(f3); RSAPublicKey pub_key=(RSAPublicKey)b2.readObject( );//生成公钥 BigInteger e=pub_key.getPublicExponent(); BigInteger n=pub_key.getModulus();//模 System.out.println("e= "+e); System.out.println("n= "+n);//(n,e)是公钥 BigInteger m=new BigInteger(ptext2); BigInteger c=m.modPow(e,n); System.out.println("c= "+c); String cs=c.toString( ); out.println(cs); //传送到服务器 System.out.print("请输入待发送的数据:"); String s=stdin.readLine(); //从键盘读入要发送的发信息 Cipher cp=Cipher.getInstance("DESede");//获取Cipher实例 密码器 cp.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);//初始化cipher ENCRYPT_MODE表示加密DECRYPT_MODE解密 , k是密钥 byte by[]=s.getBytes("UTF8");//获取字符串的utf8字节码 byte miby[]=cp.doFinal(by);//加密后的字节码 String str=parseByte2HexStr(miby);//获取密文字符串 out.println(str); //传送到服务器 //将客户端的明文哈希值传送给密文 String x=s; MessageDigest m2=MessageDigest.getInstance("MD5");//通过其静态方法getInstance( )生成MessageDigest对象。 m2.update(x.getBytes( ));//x为需要计算的字符串,用getBytes( )方法生成字符串数组。 byte ss[ ]=m2.digest( );//计算的结果通过字节类型的数组返回。 String result="";//将计算结果ss转换为字符串 for (int i=0; i<ss.length; i++){ result+=Integer.toHexString((0x000000ff & ss[i]) | 0xffffff00).substring(6); } System.out.println(result); out.println(result); str=in.readLine();//读取结果 System.out.println( "从服务器接收到的结果为:"+str); } catch (Exception e) { System.out.println(e); } } //将二进制转换成16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(); } //将16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; } }
实验中遇到的问题及解决方案
问题如下:
![](https://oscdn.geek-share.com/Uploads/Images/Content/202002/06/b73dd9da6002aa6ba6c1154fe2bd571a.png)
解决方案:
通过上网查找资料,得到如下解释:如果有其他的Java项目(程序)在运行中,则JVM会被占用,便会出现该错误,要解决该问题直接结束正在运行的程序即可。因此在运行你想要调试的项目前,要确保JVM是处于Stop状态的。PSP(Personal Software Process Time)时间
步骤 | 耗时 | 百分比 |
---|---|---|
需求分析 | 30min | 25% |
设计 | 15min | 12.5% |
代码实现 | 30min | 25% |
测试 | 15min | 12.5% |
分析总结 | 30min | 25% |
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