20175325 《JAVA程序設計》實驗五《網絡編程與安全》實驗報告
20175325 《JAVA程序設計》實驗五《網絡編程與安全》實驗報告
1、實驗報告封面
課程：Java程序設計 班級：1753班 姓名：石淦銘
學號：20175325
指導教師：婁嘉鵬 實驗日期：2019年5月28日
實驗序號：實驗五
實驗名稱：網絡編程與安全html
2、實驗內容及步驟：java
（一）、實驗一
一、題目：git
- 兩人一組結對編程：
- 參考http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6766748.html#SECDSA
- 結對實現中綴表達式轉後綴表達式的功能 MyBC.java
- 結對實現從上面功能中獲取的表達式中實現後綴表達式求值的功能,調用MyDC.java
- 上傳測試代碼運行結果截圖和碼雲連接
二、解答：算法
- 由中綴式求得後綴式可使用棧，僞代碼以下：
- 設立一個棧，存放運算符，首先棧爲空；
- 從左到右掃描中綴式，若遇到操做數，直接輸出，並輸出一個空格做爲兩個操做數的分隔符；
- 若遇到運算符，則與棧頂比較，比棧頂級別高則進棧，不然退出棧頂元素並輸出，而後輸出一個空格做分隔符；
- 若遇到左括號，進棧；若遇到右括號，則一直退棧輸出，直到退到左括號止。
- 當棧變成空時，輸出的結果即爲後綴表達式。
- 後綴表達式求值的僞代碼以下：
- 設置一個操做數棧，開始棧爲空；
- 從左到右掃描後綴表達式，遇操做數，進棧；
- 若遇運算符，則從棧中退出兩個元素，先退出的放到運算符的右邊，後退出的放到運算符左邊，運算後的結果再進棧，直到後綴表達式掃描完畢。
- 重複以上步驟，直至後綴表達式結束，棧中最後一個數字就是所求表達式的值。
- 實驗代碼：
MyBC：
public class MyBC {
private Stack theStack;
private String input;
private String output = "";
public MyBC(String in) {
input = in;
int stackSize = input.length();
theStack = new Stack(stackSize);
}
public String doTrans() {
for (int j = 0; j < input.length(); j++) {
char ch = input.charAt(j);
switch (ch) {
case '+':
case '-':
gotOper(ch, 1);
break;
case '*':
case '/':
gotOper(ch, 2);
break;
case '(':
theStack.push(ch);
break;
case ')':
gotParen(ch);
break;
default:
output = output + ch;
break;
}
}
while (!theStack.isEmpty()) {
output = output + theStack.pop();
}
return output;
}
public void gotOper(char opThis, int prec1) {
while (!theStack.isEmpty()) {
char opTop = theStack.pop();
if (opTop == '(') {
theStack.push(opTop);
break;
} else {
int prec2;
if (opTop == '+' || opTop == '-')
prec2 = 1;
else
prec2 = 2;
if (prec2 < prec1) {
theStack.push(opTop);
break;
} else
output = output + opTop;
}
}
theStack.push(opThis);
}
public void gotParen(char ch) {
while (!theStack.isEmpty()) {
char chx = theStack.pop();
if (chx == '(')
break;
else
output = output + chx;
}
}
class Stack {
private int maxSize;
private char[] stackArray;
private int top;
public Stack(int max) {
maxSize = max;
stackArray = new char[maxSize];
top = -1;
}
public void push(char j) {
stackArray[++top] = j;
}
public char pop() {
return stackArray[top--];
}
public char peek() {
return stackArray[top];
}
public boolean isEmpty() {
return (top == -1);
}
}
}
MyDC：express
import java.util.StringTokenizer;
import java.util.Stack;
public class MyDC {
private final char ADD = '+';
private final char SUBTRACT = '-';
private final char MULTIPLY = '*';
private final char DIVIDE = '/';
private Stack<Integer> stack;
public MyDC() {
stack = new Stack<Integer>();
}
public int evaluate(String expr) {
int op1, op2, result = 0;
String token;
StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer(expr);
while (tokenizer.hasMoreTokens()) {
token = tokenizer.nextToken();
//若是是運算符，調用isOperator
if (isOperator(token)) {
//從棧中彈出操做數2
op2 = stack.pop();
//從棧中彈出操做數1
op1 = stack.pop();
//根據運算符和兩個操做數調用evalSingleOp計算result;
result=evalSingleOp(token.charAt(0), op1, op2);
//計算result入棧;
stack.push(result);
} else//若是是操做數
//操做數入棧;
stack.push(Integer.parseInt(token));
}
return result;
}
private boolean isOperator(String token) {
return (token.equals("+") || token.equals("-") ||
token.equals("*") || token.equals("/"));
}
private int evalSingleOp(char operation, int op1, int op2) {
int result = 0;
switch (operation) {
case ADD:
result = op1 + op2;
break;
case SUBTRACT:
result = op1 - op2;
break;
case MULTIPLY:
result = op1 * op2;
break;
case DIVIDE:
result = op1 / op2;
}
return result;
}
}
- 實驗截圖：
（二）、實驗二
一、題目：編程
- 結對編程：1人負責客戶端，一人負責服務器
- 注意責任歸宿，要會經過測試證實本身沒有問題
- 基於Java Socket實現客戶端/服務器功能，傳輸方式用TCP
- 客戶端讓用戶輸入中綴表達式，而後把中綴表達式調用MyBC.java的功能轉化爲後綴表達式，把後綴表達式經過網絡發送給服務器
- 服務器接收到後綴表達式，調用MyDC.java的功能計算後綴表達式的值，把結果發送給客戶端
- 客戶端顯示服務器發送過來的結果
- 上傳測試結果截圖和碼雲連接
二、解答：數組
- 對象創建方法:使用
Socket類 Socket構造方法：Socket(String host,int port)ServerSocket對象與服務器端套接字- 構造方法：
ServerSocket(int port) - 使用方法accept()將客戶端的套接字和服務器端的套接字鏈接起來
- 套接字通訊基本原則：
- 服務器啓動一個專門的線程，在該線程中和客戶的套接字創建鏈接
- 套接字的輸入流在讀取信息時可能發生阻塞，客戶端和服務器端都須要在一個單獨的線程中讀取信息
- ServerSocket和Socket不一樣，服務器套接字的角色是，等待來自客戶端的鏈接請求。一旦服務器套接字得到了一個鏈接請求，它就會建立一個Socket實例，以處理和客戶端的通訊。
客戶端：安全
import java.net.*;
import java.io.*;
public class Client
{
public static void main(String srgs[]) throws Exception
{
try
{
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",5325);
System.out.println("客戶端啓動成功");
// 向本機的10001端口發出客戶請求
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
// 由系統標準輸入設備構造BufferedReader對象
PrintWriter write = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
// 由Socket對象獲得輸出流，並構造PrintWriter對象
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
// 由Socket對象獲得輸入流，並構造相應的BufferedReader對象
String readline, infix, expression;
readline = br.readLine();
MyBC theTrans = new MyBC(readline);
infix = theTrans.doTrans();
StringBuilder newInfix = new StringBuilder(infix.replace(" ",""));
for (int i = 1; i < infix.length()+(i+1)/2 ; i=i+2) {
newInfix.insert(i," ");
}
System.out.println("後綴表達式爲： " + newInfix);
expression=newInfix.toString();
while (!readline.equals("end")) {
// 若從標準輸入讀入的字符串爲 "end"則中止循環
write.println(expression);
// 將從系統標準輸入讀入的字符串輸出到Server
write.flush();
// 刷新輸出流，使Server立刻收到該字符串
System.out.println("客戶端發來的消息爲:" + expression);
// 在系統標準輸出上打印讀入的字符串
System.out.println("服務器發來的結果爲:" + in.readLine());
// 從Server讀入一字符串，並打印到標準輸出上
readline = br.readLine(); // 從系統標準輸入讀入一字符串
} // 繼續循環
write.close(); // 關閉Socket輸出流
in.close(); // 關閉Socket輸入流
socket.close(); // 關閉Socket
}
catch (Exception e)
{
System.out.println(e);//輸出異常
}
finally
{
}
}
}
服務端：服務器
import java.net.*;
import java.io.*;
public class Server{
public static void main(String srgs[]) throws Exception
{
ServerSocket sc = null;
Socket socket=null;
try
{
MyDC evaluator = new MyDC();
sc= new ServerSocket(5325);//建立服務器套接字
System.out.println("端口號:" + sc.getLocalPort());
System.out.println("服務器啓動");
socket = sc.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);
String aline2=in.readLine();
System.out.println("客戶端發來的信息爲："+aline2);
int ans = evaluator.evaluate(aline2);
out.println(ans);
System.out.println("result = "+ans);
} 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;
}
}
結果截圖：
網絡
（三）、實驗三
一、題目：
- 加密結對編程：1人負責客戶端，一人負責服務器
- 注意責任歸宿，要會經過測試證實本身沒有問題
- 基於Java Socket實現客戶端/服務器功能，傳輸方式用TCP
- 客戶端讓用戶輸入中綴表達式，而後把中綴表達式調用MyBC.java的功能轉化爲後綴表達式，把後綴表達式用3DES或AES算法加密後經過網絡把密文發送給服務器
- 服務器接收到後綴表達式表達式後，進行解密（和客戶端協商密鑰，能夠用數組保存），而後調用MyDC.java的功能計算後綴表達式的值，把結果發送給客戶端
- 客戶端顯示服務器發送過來的結果
- 上傳測試結果截圖和碼雲連接
二、解答：
- 實現DES加密步驟：
- 對稱密鑰的生成和保存；
- 用對稱密鑰進行加密和解密；
- 從文件中獲取加密時使用的密鑰，使用密鑰進行解密。
- 生成密鑰
SecretKey k=kg.generateKey( ) - 碼雲連接：
https://gitee.com/sgm5/text1/commit/9fefe9ece87abfd612451df2a0c4e7d8e52f1e23 - 實驗截圖：
（四）、實驗四
一、題目：
- 密鑰分發結對編程：1人負責客戶端，一人負責服務器
- 注意責任歸宿，要會經過測試證實本身沒有問題
- 基於Java Socket實現客戶端/服務器功能，傳輸方式用TCP
- 客戶端讓用戶輸入中綴表達式，而後把中綴表達式調用MyBC.java的功能轉化爲後綴表達式，把後綴表達式用3DES或AES算法加密經過網絡把密文發送給服務器
- 客戶端和服務器用DH算法進行3DES或AES算法的密鑰交換
- 服務器接收到後綴表達式表達式後，進行解密，而後調用MyDC.java的功能計算後綴表達式的值，把結果發送給客戶端
- 客戶端顯示服務器發送過來的結果
- 上傳測試結果截圖和碼雲連接
二、解答：
- DH算法：
- DH密鑰交換算法的安全性基於有限域上的離散對數難題。基於這種安全性，經過DH算法進行密鑰分配，使得消息的收發雙方能夠安全地交換一個密鑰，再經過這個密鑰對數據進行加密和解密處理。
- 建立DH公鑰和私鑰；
- 再建立共享密鑰。
- 使用
KeyPairGenerator類建立DH公鑰和私鑰 - 碼雲連接：
https://gitee.com/sgm5/text1/commit/d0b6bc4ae80ea6862fc098017fb0133035e52694 - 實驗截圖：
（五）、實驗五
一、題目：
- 完整性校驗結對編程：1人負責客戶端，一人負責服務器
- 注意責任歸宿，要會經過測試證實本身沒有問題
- 基於Java Socket實現客戶端/服務器功能，傳輸方式用TCP
- 客戶端讓用戶輸入中綴表達式，而後把中綴表達式調用MyBC.java的功能轉化爲後綴表達式，把後綴表達式用3DES或AES算法加密經過網絡把密文和明文的MD5値發送給服務器
- 客戶端和服務器用DH算法進行3DES或AES算法的密鑰交換
- 服務器接收到後綴表達式表達式後，進行解密，解密後計算明文的MD5值，和客戶端傳來的MD5進行比較，一致則調用MyDC.java的功能計算後綴表達式的值，把結果發送給客戶端
- 客戶端顯示服務器發送過來的結果
- 上傳測試結果截圖和碼雲連接
二、解答：
3、PSP：
| 步驟 | 耗時 | 百分比 |
|---|---|---|
| 需求分析 | 30 | 11% |
| 設計 | 50 | 19% |
| 代碼實現 | 90 | 34% |
| 測試 | 45 | 17% |
| 分析總結 | 50 | 19% |
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