20145233韓昊辰 第五次實驗報告

20145233 《Java程序設計》實驗報告五：Java網絡編程及安全

實驗要求

1．掌握Socket程序的編寫；

2．掌握密碼技術的使用；

3．設計安全傳輸系統。

實驗內容

JDK的安裝與環境變量配置

• 和我結對的是高其同窗：高其的博客連接
• 我負責服務端的設計與創建。

實驗步驟

前期準備

1.預先安裝好JDK，並配置好環境變量，相關操做在第一篇博客環境變量的配置中已經進行了說明。
2.老師給了相關的代碼，須要將其中關鍵的代碼連接起來。

需求分析

設計一個服務器和客戶端的連接，使得在信息在傳輸過程當中進行加密。加密的方式經過個人公鑰來加密，在我這裏收到信息後用個人私鑰進行解密。

設計

容易出現的問題

• 問題1：開始的時候須要鏈接，咱們首先使用的是內網，在cmd中使用ipconfig來查找本身計算機的IP地址，繼續在cmd中使用ping 對方的IP地址來檢查鏈接，結果不能經過，諮詢了學長，好像是由於高其的電腦還有一個虛擬機的緣由，因而關閉虛擬機。
  可是依舊沒有辦法完成鏈接。
  失敗的鏈接：

• 問題2：接着更換了我第一個手機本身產生的熱點，仍是不行，應該是網絡問題，因而咱們又更換了第二個手機來產生熱點，結果可使用了。結論：第一個手機熱點有毒。
  最後鏈接上的圖：
  

• 問題3：開始的時候沒有徹底搞清楚他的加密和解密方式，並無將各自的公私鑰放在裏面，致使每次都是出現什麼系統找不到指定的文件。最後發現咱們好蠢，還覺得是本身在傳送時再選擇加密方式，其實要在裏面帶上文件。最後請教同窗才把正確的公私鑰放在指定的位置，要放在和src同級目錄下。

  代碼實現&調試

  這裏我先貼上我服務器的代碼：

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(2030);// 建立服務器套接字
            System.out.println("端口號:" + link.getLocalPort());
            System.out.println("服務器已經啓動...");
            socket = link.accept(); // 等待客戶端鏈接
            System.out.println("已經創建鏈接");
            //得到網絡輸入流對象的引用
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            //得到網絡輸出流對象的引用
            PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true);
            // 使用服務器端RSA的私鑰對DES的密鑰進行解密

            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對密文進行解密
            String readline = in.readLine();//讀取客戶端傳送來的數據
            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");//編碼轉換
            System.out.println("從客戶端接收到信息爲：" + p); //打印解密結果
            // 使用Hash函數檢測明文完整性
            String aline3 = in.readLine();
            String x = p;
            MessageDigest m2 = MessageDigest.getInstance("MD5");//使用MD5算法返回實現指定摘要算法的 MessageDigest對象
            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);
        }
    }
    //二進制轉換成十六進制，防止byte[]數字轉換成string類型時形成的數據損失
    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());//將字符串中的小寫字母轉換成大寫字母,而後加在字符串上
        }
        return sb.toString();
    }
    //將十六進制轉換爲二進制
    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;
    }
}

idea中的執行結果

分析總結

此次實驗我以爲應該是最爲複雜的了，相比以前的四個實驗，這個實驗中老師給出了大量的相關知識和各個代碼，只是將這些東西結合起來本事就是一項比較複雜的工做，由於須要將每一個部分的代碼搞清楚，而且在鏈接時候，老是有不少錯誤，結合了學長學姐以前的一些學習經驗，明白瞭如何查找相關的IP地址以及經過cmd來檢驗是否鏈接成功。
最後試驗成功的時候，仍是很讓人高興的，畢竟花了這麼長時間，從此次實驗中學到了不少，沒有想到java原來還能夠這麼用，真的是很方便，我以爲我須要學習的地方還有不少，這個實驗也很複雜，我尚未徹底搞清楚，這個還須要努力。
在實驗開始的時候發一個信息沒辦法發送，顯示超出129byte，可是屢次重試後就可成功。咱們認爲這是線程的問題。

PSP時間:

步驟	時間	百分比
需求設計	1h	12.5%
設計	2h	25.0%
代碼實現	2h	25.0%
測試	1h	12.5%
分析總結	2h	25.0%

參考資料

老師給的大量相關的實驗包。
《Java學習筆記(第8版)》學習指導
積極主動敲代碼，使用JUnit學習Java