20155203 实验五《网络编程与安全》
一、实验内容
实验项目一：结对实现中缀表达式转后缀表达式的功能 MyBC.java：
- 参考http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6766748.html#SECDSA
- 结对实现中缀表达式转后缀表达式的功能 MyBC.java
- 结对实现从上面功能中获取的表达式中实现后缀表达式求值的功能,调用MyDC.java
- 上传测试代码运行结果截图和码云链接
遇到的问题及解决方案：
- 问题一：注意到老师给出的MyDC文件中输入的后缀表达式字符之间以空格相隔，所以结果可能出错。
- 解决方法：以空格将字符串分为字符串数组。
实验项目二：结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器
- 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
- 基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP
- 客户端让用户输入中缀表达式，然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式，把后缀表达式通过网络发送给服务器
- 服务器接收到后缀表达式，调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
- 客户端显示服务器发送过来的结果
- 上传测试结果截图和码云链接
遇到的问题及解决方案：
- 问题一：在命令行运行了ipconfig以后发现有两个ip地址，不知道应该选用哪一个
- 解决方法：showip
/**
* Created by 10337 on 2017/5/30.
*/
import java.net.*;
public class ShowIP
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
if(args.length > 0)
{
String hostName = args[0]; //主机名
InetAddress[] addr = InetAddress.getAllByName(hostName);
//得到该主机的所有地址
//打印输出至控制台
for(InetAddress address : addr)
{
System.out.println(address.getHostAddress());
}
}
else
{
System.out.println(InetAddress.getLocalHost().getHostAddress());
}
}
catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
实验项目三：加密结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器
- 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
- 基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP
- 客户端让用户输入中缀表达式，然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式，把后缀表达式用3DES或AES算法加密后通过网络把密文发送给服务器
- 服务器接收到后缀表达式表达式后，进行解密（和客户端协商密钥，可以用数组保存），然后调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
- 客户端显示服务器发送过来的结果
- 上传测试结果截图和码云链接
实验项目四：密钥分发结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器
1人负责客户端，一人负责服务器
0. 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
- 基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP
- 客户端让用户输入中缀表达式，然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式，把后缀表达式用3DES或AES算法加密通过网络把密文发送给服务器
- 客户端和服务器用DH算法进行3DES或AES算法的密钥交换
- 服务器接收到后缀表达式表达式后，进行解密，然后调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
- 客户端显示服务器发送过来的结果
- 上传测试结果截图和码云链
遇到的问题和解决方案
- 问题一：DH算法
- 解决方法：
- 附此算法需要的java包类
/**
* Created by 10337 on 2017/5/31.
*/
import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyAgreement;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.interfaces.DHPrivateKey;
import javax.crypto.interfaces.DHPublicKey;
import javax.crypto.spec.DHParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
public abstract class DHCoder {
/**
* 非对称加密密钥算法
*/
private static final String KEY_ALGORITHM = "DH";
/**
* 本地密钥算法，即对称加密密钥算法
* 可选DES、DESede或者AES
*/
private static final String SELECT_ALGORITHM = "AES";
/**
* 密钥长度
*/
private static final int KEY_SIZE = 512;
//公钥
private static final String PUBLIC_KEY = "DHPublicKey";
//私钥
private static final String PRIVATE_KEY = "DHPrivateKey";
/**
* 初始化甲方密钥
* @return Map 甲方密钥Map
* @throws Exception
*/
public static Map<String, Object> initKey() throws Exception{
//实例化密钥对生成器
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
//初始化密钥对生成器
keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE);
//生成密钥对
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
//甲方公钥
DHPublicKey publicKey = (DHPublicKey)keyPair.getPublic();
//甲方私钥
DHPrivateKey privateKey = (DHPrivateKey)keyPair.getPrivate();
//将密钥对存储在Map中
Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(2);
keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
return keyMap;
}
/**
* 初始化乙方密钥
* @param key 甲方公钥
* @return Map 乙方密钥Map
* @throws Exception
*/
public static Map<String, Object> initKey(byte[] key) throws Exception{
//解析甲方公钥
//转换公钥材料
X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(key);
//实例化密钥工厂
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
//产生公钥
PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
//由甲方公钥构建乙方密钥
DHParameterSpec dhParameterSpec = ((DHPublicKey)pubKey).getParams();
//实例化密钥对生成器
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
//初始化密钥对生成器
keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE);
//产生密钥对
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
//乙方公钥
DHPublicKey publicKey = (DHPublicKey) keyPair.getPublic();
//乙方私约
DHPrivateKey privateKey = (DHPrivateKey) keyPair.getPrivate();
//将密钥对存储在Map中
Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(2);
keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
return keyMap;
}
/**
* 加密
* @param data 待加密数据
* @param key 密钥
* @return byte[] 加密数据
* @throws Exception
*/
public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception{
//生成本地密钥
SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, SELECT_ALGORITHM);
//数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 解密
* @param data 待解密数据
* @param key 密钥
* @return byte[] 解密数据
* @throws Exception
*/
public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception{
//生成本地密钥
SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, SELECT_ALGORITHM);
//数据揭秘
Cipher cipher = Cipher.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 构建密钥
* @param publicKey 公钥
* @param privateKey 私钥
* @return byte[] 本地密钥
* @throws Exception
*/
public static byte[] getSecretKey(byte[] publicKey, byte[] privateKey) throws Exception{
//实例化密钥工厂
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
//初始化公钥
//密钥材料转换
X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey);
//产生公钥
PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
//初始化私钥
//密钥材料转换
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey);
//产生私钥
PrivateKey priKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
//实例化
KeyAgreement keyAgree = KeyAgreement.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
//初始化
keyAgree.init(priKey);
keyAgree.doPhase(pubKey, true);
//生成本地密钥
SecretKey secretKey = keyAgree.generateSecret(SELECT_ALGORITHM);
return secretKey.getEncoded();
}
/**
* 取得私钥
* @param keyMap 密钥Map
* @return byte[] 私钥
* @throws Exception
*/
public static byte[] getPrivateKey(Map<String, Object> keyMap) throws Exception{
Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY);
return key.getEncoded();
}
/**
* 取得公钥
* @param keyMap 密钥Map
* @return byte[] 公钥
* @throws Exception
*/
public static byte[] getPublicKey(Map<String, Object> keyMap) throws Exception{
Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);
return key.getEncoded();
}
}
实验项目五：完整性校验结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器
- 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
- 基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP
- 客户端让用户输入中缀表达式，然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式，把后缀表达式用3DES或AES算法加密通过网络把密文和明文的MD5値发送给服务器
- 客户端和服务器用DH算法进行3DES或AES算法的密钥交换
- 服务器接收到后缀表达式表达式后，进行解密，解密后计算明文的MD5值，和客户端传来的MD5进行比较，一致则调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
- 客户端显示服务器发送过来的结果
- 上传测试结果截图和码云链接
实验项目六：Android 开发：客户端开发
遇到的问题和解决方案
- 问题一：修改布局文件的时候常常会遇到所有部件聚在一起。
- 解决方法：这是没有确定部件的相对位置导致的，所以要在布局文件中加layout代码，或者将部件四周的小白点相互连起来，以确定它们的相对位置。
二、实验体会：
通过这次试验，我再一次提高了Java程序设计的动手能力，也体验了“做中学”。但是我认为在“做中学”时很容易就会“巧合性”学习，因为很多时候找不到解答，只能一个个尝试。通过对比自己和同学，还有网上的一些教程的代码，我学习到了很多，每编出一个程序，都会有非常强烈的自豪感。
| 步骤 | 耗时 | 百分比 |
|---|---|---|
| 需求分析 | 5min | 5% |
| 设计 | 5min | 5% |
| 代码实现 | 20min | 22% |
| 测试 | 45min | 46% |
| 分析总结 | 20min | 22% |
