# 20252428 2025-2026-2 《Python程序设计》实验三报告

20252428 2025-2026-2 《Python程序设计》实验三报告

课程：《Python程序设计》
班级： 2524
姓名：代林淞
学号： 20252428
实验教师：王志强
实验日期：2026年4月27日
必修/选修：公选课

1.实验内容

创建服务端和客户端，服务端在特定端口监听客户请求。客户端和服务端通过Socket套接字（TCP）进行通信。

实验要求

每人必须做一次客户端和一次服务端，且要和队友互相通信
发送方输入内容，加密后并传输；接收方收到密文并解密和显示
发方和收方同时输出明文和密文
使用LLM生成带图形界面的程序，分析关键代码功能和使用方法，分析生成程序的优点，给出运行过程和结果

2. 实验过程及结果

2.1 加密原理

本实验采用XOR加密 + Base64编码的方式实现数据加密：

KEY = "12345678"

def encrypt(msg):
    # XOR加密：明文字符与密钥循环XOR
    encrypted = ""
    for i, c in enumerate(msg):
        encrypted += chr(ord(c) ^ ord(KEY[i % len(KEY)]))
    # Base64编码，使其可打印
    return base64.b64encode(encrypted.encode()).decode()

def decrypt(msg):
    # Base64解码 + XOR解密
    decoded = base64.b64decode(msg.encode()).decode()
    decrypted = ""
    for i, c in enumerate(decoded):
        decrypted += chr(ord(c) ^ ord(KEY[i % len(KEY)]))
    return decrypted

2.2 命令行版本

服务器端（实验3服务器端.py）

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
HOST = "10.71.163.28"
PORT = 4444

server.bind((HOST, PORT))  # 绑定IP和端口
server.listen(5)           # 监听连接，最大队列5
conn, addr = server.accept()  # 接受客户端连接

# 循环处理：接收->解密显示->输入->加密发送
while True:
    encrypted_data = conn.recv(1024).decode()
    plaintext = decrypt(encrypted_data)
    print(f"【接收】明文：{plaintext}")
    print(f"【接收】密文：{encrypted_data}")
    
    send_msg = input("请输入回复：")
    encrypted_reply = encrypt(send_msg)
    conn.send(encrypted_reply.encode())
    print(f"【发送】明文：{send_msg}")
    print(f"【发送】密文：{encrypted_reply}")

客户端（实验3客户端.py）

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
HOST = "10.71.163.27"  # 服务器IP
PORT = 4444

client.connect((HOST, PORT))  # 连接服务器

# 循环处理：输入->加密发送->接收->解密显示
while True:
    send_msg = input("请输入发送内容：")
    encrypted = encrypt(send_msg)
    client.send(encrypted.encode())
    print(f"【发送】明文：{send_msg}")
    print(f"【发送】密文：{encrypted}")
    
    encrypted_reply = client.recv(1024).decode()
    reply = decrypt(encrypted_reply)
    print(f"【接收】明文：{reply}")
    print(f"【接收】密文：{encrypted_reply}")

运行结果

服务器端输出：

客户端输出：

2.3 GUI版本（使用LLM生成）

关键代码功能分析

组件	功能	说明
`socket.socket(AF_INET, SOCK_STREAM)`	创建TCP套接字	IPv4地址族，TCP协议
`bind((HOST, PORT))`	绑定地址端口	服务器绑定IP和端口
`listen(5)`	监听连接	最大等待队列5个
`accept()`	接受连接	阻塞等待客户端连接
`connect()`	发起连接	客户端连接服务器
`threading.Thread`	多线程	接收消息不阻塞UI
`tkinter`	GUI库	Python内置，无需安装
`scrolledtext`	滚动文本框	显示聊天记录

GUI服务器关键代码

class ChatServerApp:
    def start_server(self):
        self.server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        self.server_socket.bind((host, port))
        self.server_socket.listen(1)
        threading.Thread(target=self.accept_client, daemon=True).start()
    
    def accept_client(self):
        self.conn, addr = self.server_socket.accept()
        threading.Thread(target=self.receive_messages, daemon=True).start()
    
    def send_message(self):
        encrypted = encrypt(msg)
        self.conn.send(encrypted.encode())
        self.log(f"【发送】明文: {msg}")
        self.log(f"【发送】密文: {encrypted}")

GUI客户端关键代码

class ChatClientApp:
    def connect_server(self):
        self.client_socket.connect((host, port))
        threading.Thread(target=self.receive_messages, daemon=True).start()
    
    def send_message(self):
        encrypted = encrypt(msg)
        self.client_socket.send(encrypted.encode())
        self.log(f"【发送】明文: {msg}")
        self.log(f"【发送】密文: {encrypted}")
    
    def receive_messages(self):
        while self.running:
            encrypted_data = self.client_socket.recv(1024).decode()
            plaintext = decrypt(encrypted_data)
            self.log(f"【接收】明文: {plaintext}")
            self.log(f"【接收】密文: {encrypted_data}")

生成程序的优点

可视化界面：图形化操作，无需命令行
实时显示：明文和密文同时显示，直观清晰
多线程处理：接收消息不阻塞主界面，响应流畅
状态显示：实时显示连接状态（未启动/监听中/已连接）
输入验证：空消息不允许发送，防止无效通信
滚动查看：聊天记录可滚动，支持长对话
易用性：回车键或按钮均可发送，操作便捷

运行过程和结果

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

问题1：客户端连接服务器时出现"Connection refused"错误
- 问题1解决方案：检查服务器IP是否正确，确保服务器先启动并处于监听状态，防火墙允许端口通信
问题2：GUI界面在接收消息时卡死
- 问题2解决方案：使用threading.Thread将接收消息的阻塞操作放入独立线程，避免阻塞主UI线程
问题3：解密后显示乱码
- 问题3解决方案：在加密后使用Base64编码，确保传输的数据都是可打印字符，避免编码问题

其他（感悟、思考等）

通过本次实验，我掌握了：

Python Socket编程：学习了TCP服务器和客户端的创建、绑定、监听、接受连接和数据收发流程
数据加密实现：理解了XOR加密原理和Base64编码的作用，实现了简单的对称加密
网络通信调试：学会了使用IP地址和端口进行网络通信，理解了客户端/服务器架构

本次实验让我认识到网络安全的重要性，虽然本实验使用的XOR加密强度较低，但体现了加密通信的基本原理，为后续学习更复杂的加密算法奠定了基础。

参考资料

posted @ 2026-04-27 21:13 Doglists 阅读(10) 评论(0) 收藏举报

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