20145203 实验五 Java网络编程及安全

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，我负责服务端。

结对伙伴 20145216 史婧瑶负责客户端博客地址：http://www.cnblogs.com/sjy519/p/5471476.html

2、设置IP地址

•打开cmd，输入ipconfig指令，如图：

3、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.

4、信息安全传送：

①发送方A——————>接收方B

②A加密时，用B的公钥

③B解密时，用B的私钥

5、实验代码：

package server;

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 Server {

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

       ServerSocket link = null;

       Socket socket = null;

       try {

           link = new ServerSocket(8080);// 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;

    }

}

实验中遇到的问题

1、如图：

解决方法：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)时间

步骤耗时

需求分析 30min 12.5%

设计代码实现 60min 25%

测试 15min 90min 37.5%

分析总结 60min 25%