2017-2018-2 20165312 實驗五《網絡編程與安全》實驗報告
2017-2018-2 20165312 實驗五《網絡編程與安全》實驗報告
1、實現中綴表達式轉後綴表達式，並進行求值
-
- 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
表達式Exp = S1 + OP + S2(S1 ，S2是兩個操做數，OP爲運算符)有三種標識方法：html
- OP + S1 + S2 爲前綴表示法
- S1 + OP + S2 爲中綴表示法
- S1 + S2 + OP 爲後綴表示法
由中綴轉後綴，可使用棧(stack)。棧 (Stack)是一種只容許在表尾插入和刪除的線性表，有先進後出（FILO），後進先出(LIFO)的特色。容許插入和刪除的一端稱爲棧頂(top)，另外一端稱爲棧底(bottom)。java
使用API能夠查詢到Stack的主要方法git
由中綴式求得後綴式的僞代碼以下：算法
- 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。
MyBC.javaexpress
/**
* @5312 AND 5309lenovo
*/
public class MyBC {
public static String toPostfix(String expr){
MyStack<String> stack = new MyStack<>(expr.length());
String postfix = "";
int i = 0;
while(i<expr.length()){
char ch = expr.charAt(i);
switch (ch){
case '+':
case '-':while(!stack.isEmpty() && !stack.get().equals("("))
postfix += stack.pop();
//postfix += " ";
stack.push(ch + "");
i++;
break;
case '*':
case '/':while (!stack.isEmpty() && (stack.get().equals("*")||stack.get().equals("/")))
postfix += stack.pop();
//postfix += " ";
stack.push(ch + "");
i++;
break;
case '(':stack.push(ch + "");
i++;
break;
case ')':String out = stack.pop();
while(out!=null && !out.equals("(")){
postfix += out;
out = stack.pop();
//postfix += " ";
}
i++;
break;
default:while(i < expr.length() && ch>='0' && ch<='9'){
postfix += ch;
i++;
if(i<expr.length())
ch = expr.charAt(i);
}
postfix += " ";
}
}
while (!stack.isEmpty())
postfix += stack.pop();
return postfix;
}
}
MyDC.java編程
import java.util.Stack;
/**
* @5312 AND 5309 lenovo
*/
public class MyDC {
/** constant for addition symbol */
private final char ADD = '+';
/** constant for subtraction symbol */
private final char SUBTRACT = '-';
/** constant for multiplication symbol */
private final char MULTIPLY = '*';
/** constant for division symbol */
private final char DIVIDE = '/';
public int value(String postfix){
Stack<Integer> stack = new Stack();
int i = 0, result = 0;
while(i < postfix.length()){
char ch = postfix.charAt(i);
if(ch>='0' && ch<='9'){
result = 0;
while(ch!=' '){
result = result*10 + Integer.parseInt(ch+"");
i++;
ch = postfix.charAt(i);
}
i++;
stack.push(new Integer(result));
}
else{
int y = stack.pop().intValue();
int x = stack.pop().intValue();
switch (ch){
case ADD:
result = x + y;
break;
case SUBTRACT:
result = x - y;
break;
case MULTIPLY:
result = x * y;
break;
case DIVIDE:
result = x / y;
}
stack.push(new Integer(result));
i++;
}
}
return stack.pop().intValue();
}
}
MyDCTest.java數組
import junit.framework.TestCase;
import java.util.Scanner;
public class MyDCTest extends TestCase {
public static void main(String[] args) {
String expression;
int result;
try
{
Scanner in = new Scanner(System.in);
MyDC evaluator = new MyDC();
System.out.println ("請輸入中綴表達式 ");
expression = in.nextLine();
String postfix = MyBC.toPostfix(expression);
System.out.println ("後綴表示式是 :" + postfix);
result = evaluator.value (postfix);
System.out.println ("計算結果是 :" + result);
}
catch (Exception IOException)
{
System.out.println("Input exception reported");
}
}
}
2、在實驗一基礎上，實現服務器和客戶端的功能
-
- 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
我和20165309吳思佳結對編程，我負責客戶端安全
Client.java服務器
/**
* Created by 5309 AND 5312
*/
import java.net.*;
import java.io.*;
public class Client
{
public static void main(String srgs[]) throws Exception
{
try
{
// 一、建立客戶端Socket，指定服務器地址和端口
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",10000);
System.out.println("客戶端成功啓動，等待服務器應答");
// 二、獲取輸出流，向服務器端發送信息
// 向本機的10000端口發出客戶請求
System.out.println("請輸入中綴表達式：");
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
//三、獲取輸入流，並讀取服務器端的響應信息
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(); // 從系統標準輸入讀入一字符串
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：" + 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("收到服務器的消息:" + 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
//四、關閉資源
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
{
}
}
}
3、在實驗二的基礎上，使用DES或AES算法實現對後綴表達式的加密
-
- 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
我負責的依舊是客戶端，增長了使用DES算法加密的部分，DES算法參考婁老師的博客Java 密碼學算法。Client.java在剛纔的基礎上增長如下代碼，實現DES的加密網絡
FileInputStream f=new FileInputStream("key1.dat");
ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f);
Key k=(Key)b.readObject();
Cipher cp=Cipher.getInstance("DESede");
cp.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);
byte ptext[]=expression.getBytes("UTF-8");
byte ctext[]=cp.doFinal(ptext);
String Str=new String(ctext,"ISO-8859-1");
4、在實驗三的基礎上，使用DH算法進行3DES或AES算法的密鑰交換
-
- 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
DH算法參考婁老師的博客客Java 密碼學算法。
Key_DH.java
import java.io.*;
import java.math.*;
import java.security.*;
import java.security.spec.*;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
import javax.crypto.interfaces.*;
public class Key_DH{
//三個靜態變量的定義從
// C:\j2sdk-1_4_0-doc\docs\guide\security\jce\JCERefGuide.html
// 拷貝而來
// The 1024 bit Diffie-Hellman modulus values used by SKIP
private static final byte skip1024ModulusBytes[] = {
(byte)0xF4, (byte)0x88, (byte)0xFD, (byte)0x58,
(byte)0x4E, (byte)0x49, (byte)0xDB, (byte)0xCD,
(byte)0x20, (byte)0xB4, (byte)0x9D, (byte)0xE4,
(byte)0x91, (byte)0x07, (byte)0x36, (byte)0x6B,
(byte)0x33, (byte)0x6C, (byte)0x38, (byte)0x0D,
(byte)0x45, (byte)0x1D, (byte)0x0F, (byte)0x7C,
(byte)0x88, (byte)0xB3, (byte)0x1C, (byte)0x7C,
(byte)0x5B, (byte)0x2D, (byte)0x8E, (byte)0xF6,
(byte)0xF3, (byte)0xC9, (byte)0x23, (byte)0xC0,
(byte)0x43, (byte)0xF0, (byte)0xA5, (byte)0x5B,
(byte)0x18, (byte)0x8D, (byte)0x8E, (byte)0xBB,
(byte)0x55, (byte)0x8C, (byte)0xB8, (byte)0x5D,
(byte)0x38, (byte)0xD3, (byte)0x34, (byte)0xFD,
(byte)0x7C, (byte)0x17, (byte)0x57, (byte)0x43,
(byte)0xA3, (byte)0x1D, (byte)0x18, (byte)0x6C,
(byte)0xDE, (byte)0x33, (byte)0x21, (byte)0x2C,
(byte)0xB5, (byte)0x2A, (byte)0xFF, (byte)0x3C,
(byte)0xE1, (byte)0xB1, (byte)0x29, (byte)0x40,
(byte)0x18, (byte)0x11, (byte)0x8D, (byte)0x7C,
(byte)0x84, (byte)0xA7, (byte)0x0A, (byte)0x72,
(byte)0xD6, (byte)0x86, (byte)0xC4, (byte)0x03,
(byte)0x19, (byte)0xC8, (byte)0x07, (byte)0x29,
(byte)0x7A, (byte)0xCA, (byte)0x95, (byte)0x0C,
(byte)0xD9, (byte)0x96, (byte)0x9F, (byte)0xAB,
(byte)0xD0, (byte)0x0A, (byte)0x50, (byte)0x9B,
(byte)0x02, (byte)0x46, (byte)0xD3, (byte)0x08,
(byte)0x3D, (byte)0x66, (byte)0xA4, (byte)0x5D,
(byte)0x41, (byte)0x9F, (byte)0x9C, (byte)0x7C,
(byte)0xBD, (byte)0x89, (byte)0x4B, (byte)0x22,
(byte)0x19, (byte)0x26, (byte)0xBA, (byte)0xAB,
(byte)0xA2, (byte)0x5E, (byte)0xC3, (byte)0x55,
(byte)0xE9, (byte)0x2F, (byte)0x78, (byte)0xC7
};
// The SKIP 1024 bit modulus
private static final BigInteger skip1024Modulus
= new BigInteger(1, skip1024ModulusBytes);
// The base used with the SKIP 1024 bit modulus
private static final BigInteger skip1024Base = BigInteger.valueOf(2);
public static void main(String args[ ]) throws Exception{
DHParameterSpec DHP=
new DHParameterSpec(skip1024Modulus,skip1024Base);
KeyPairGenerator kpg= KeyPairGenerator.getInstance("DH");
kpg.initialize(DHP);
KeyPair kp=kpg.genKeyPair();
PublicKey pbk=kp.getPublic();
PrivateKey prk=kp.getPrivate();
// 保存公鑰
FileOutputStream f1=new FileOutputStream(args[0]);
ObjectOutputStream b1=new ObjectOutputStream(f1);
b1.writeObject(pbk);
// 保存私鑰
FileOutputStream f2=new FileOutputStream(args[1]);
ObjectOutputStream b2=new ObjectOutputStream(f2);
b2.writeObject(prk);
}
}
KeyAgree.java
import java.io.*;
import java.math.*;
import java.security.*;
import java.security.spec.*;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
import javax.crypto.interfaces.*;
public class KeyAgree{
public static void main(String args[ ]) throws Exception{
// 讀取對方的DH公鑰
FileInputStream f1=new FileInputStream(args[0]);
ObjectInputStream b1=new ObjectInputStream(f1);
PublicKey pbk=(PublicKey)b1.readObject( );
//讀取本身的DH私鑰
FileInputStream f2=new FileInputStream(args[1]);
ObjectInputStream b2=new ObjectInputStream(f2);
PrivateKey prk=(PrivateKey)b2.readObject( );
// 執行密鑰協定
KeyAgreement ka=KeyAgreement.getInstance("DH");
ka.init(prk);
ka.doPhase(pbk,true);
//生成共享信息
byte[ ] sb=ka.generateSecret();
for(int i=0;i<sb.length;i++){
System.out.print(sb[i]+",");
}
SecretKeySpec k=new SecretKeySpec(sb,"DESede");
}
}
5、在實驗四的基礎上，使用MD5算法
-
- 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
MD5算法參考婁老師的博客客Java 密碼學算法。
import java.security.*;
public class DigestPass{
public static void main(String args[ ]) throws Exception{
String x=args[0];
MessageDigest m=MessageDigest.getInstance("MD5");
m.update(x.getBytes("UTF8"));
byte s[ ]=m.digest( );
String result="";
for (int i=0; i<s.length; i++){
result+=Integer.toHexString((0x000000ff & s[i]) |
0xffffff00).substring(6);
}
System.out.println(result);
}
}
實驗中遇到的問題以及解決辦法
1.在作第一個實驗的時候，運行MyDCTest.java的時候，出現了junit.framework.AssertionFailedError: No tests found in MyDCTest的錯誤。而後我百度了這個問題，找到了Junit 報錯：No tests Found in xx這篇博客，解決了問題。
參考資料
結對編程感覺
這一次的結對編程是有關於客戶端和服務器，我主要負責客戶端，個人搭檔吳思佳主要負責服務器，有關於密碼算法是咱們倆共同研究、查找資料的。服務器和客戶端是相互關聯的關係，這就要求咱們倆要配合默契，不能有一我的沒有完成指定的任務，結對編程減輕了工做量，並增添了編程中的樂趣。
碼雲連接
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