20145211 《Java程序设计》实验报告五————Java网络编程及安全实验报告

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。

实验步骤

• 这一部分是与我的partner合作的，详见他的博客- [20145326 《Java程序设计》实验五——Java网络编程及安全实验报告](http://www.cnblogs.com/cxy1616/p/5471028.html）

• 我设计客户端部分

• 确定服务器端IP地址和端口
  
  用设计服务器的电脑打开cmd命令行，在其中输入ipconfig查询服务器的IPv4地址并让负责客户端的用户记录下来，创立一个端口号且服务器和客户端一致（最好不要为8080、8030这些常见的）。
  
  

• 现场

• 将Skey_RSA_priv.dat与Skey_RSA_pub.dat拷贝至与src同级的文件夹内，这样运行后才不会显示错误“系统找不到指定文件”。

• 编写代码

1. 建立一个Socket对象，用来建立一个端口号与客户端相连，获得网络输入流与输出流对象的引用。
2. 使用服务器端RSA的私钥对DES的密钥进行解密，对秘钥进行解密之后使用DES对密文进行解密。
3. 计算解密后的hash值来确定解密是否正确。
4. 进行匹配连接。
   
   ①运行服务器端代码

②显示“服务器已经启动后”运行客户端代码

③显示“已经建立连接”就证明双方已经连接好了

④客户端输入要传输的信息

⑤服务器端显示从客户端接受到的信息

⑥双方匹配成功，并在客户端显示“匹配成功”的消息

实验代码如下

package DO5;

/**
 * Created by Cai Ye on 2016/5/5.
 */
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(12333);//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);
        }
    }
    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;
    }
    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();
    }

}

实验中的问题和解决过程

• 问题1：运行后显示错误“系统找不到指定文件”。
  
  解决：将Skey_RSA_priv.dat拷贝至与src同级的文件夹内。
• 问题2：服务器启动后客户端显示错误java.net.SocketException: Connection reset（连接重置）。
  
  解决：没有关闭上次运行的窗口，端口号被占用，关闭上次运行的窗口后就可以成功了。
• 问题3：服务器启动后客户端显示错误`java.net.ConnectException: Connection timed out: connect（连接超时）.
  
  解决：我们推断可能是网络连接有问题。我们最初同时使用edu的wifi，结果为连接超时；然后，我们连接同一台手机散发的热点，结果仍然为连接超时；最后，我用服务器端的电脑给客户端散发WiFi，结果就成功了，很神奇。

实验代码托管截图

• PSP(Personal Software Process)时间：
• PSP(Personal Software Process)时间：

步骤	耗时	百分比
需求分析	10min	5%
设计	10min	5%
代码实现	60min	32%
测试	75min	40%
分析总结	30min	16%

参考资料

• Java学习笔记(第8版)
• 《Java学习笔记(第8版)》学习指导
• 积极主动敲代码，使用JUnit学习Java
• 实验三 敏捷开发与XP实践