2018-2019-2 20175217 实验五《网络编程与安全》实验报告
一、实验报告封面
- 课程：Java程序设计 班级：1752班 姓名：吴一凡 学号：20175217
- 指导教师：娄嘉鹏 实验日期：2019年5月25日
- 实验时间：--- 实验序号：实验五
- 实验名称：网络编程与安全
二、实验内容与步骤
1.任务一：两人一组结对编程。
（1）任务要求：
- 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
（2）实验原理
-
将运算符写在两个操作数中间的表达式，称为“中缀表达式”，如
1+2*(3-4)+5。在中缀表达式中，运算符具有不同的优先级，圆括号用于改变运算符的运算次序，所以求值过程不能直接按照从左到右的顺序进行。 -
将运算符写在两个操作数之后的表达式称为“后缀表达式”，如上面的中缀表达式可转换为后缀表达式
1 2 3 4 - * + 5 +。后缀表达式中没有括号，而且运算符没有优先级。后缀表达式的求值过程能够严格地从左到右按顺序进行，符合运算器的求值规律。 -
表达式求值算法分两步进行：①中缀转后缀；②求后缀表达式的值。
-
由中缀式求得后缀式可以使用栈，伪代码如下：
- 设立一个栈，存放运算符，首先栈为空；
- 从左到右扫描中缀式，若遇到操作数，直接输出，并输出一个空格作为两个操作数的分隔符；
- 若遇到运算符，则与栈顶比较，比栈顶级别高则进栈，否则退出栈顶元素并输出，然后输出一个空格作分隔符；
- 若遇到左括号，进栈；若遇到右括号，则一直退栈输出，直到退到左括号止。
- 当栈变成空时，输出的结果即为后缀表达式。
-
后缀表达式求值伪代码如下：
- 设置一个操作数栈，开始栈为空；
- 从左到右扫描后缀表达式，遇操作数，进栈；
- 若遇运算符，则从栈中退出两个元素，先退出的放到运算符的右边，后退出的放到运算符左边，运算后的结果再进栈，直到后缀表达式扫描完毕。
- 重复以上步骤，直至后缀表达式结束，栈中最后一个数字就是所求表达式的值。
-
详细过程见四则运算编程
（3）任务截图
2.任务二：结对编程。
（1）任务要求：1人负责客户端，1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
（2）实验原理
- 使用java.net.Socket对象来表示一个套接字
- 使用Socket的构造方法创建套接字，如：public Socket(java.lang.String host, int port)。其中，host是远程机器名或IP地址，port是端口号，IP地址查询方法如下：
-
调用Socket类的getOutputStream方法来获取一个java.io.OutputStream对象。要向远程应用程序发送文本，通常要从返回的OutputStream对象构建一个java.io.PrintWriter对象。要接收来自连接的另一端的字节流
-
调用Socket类的getInputStream方法，它返回一个java.io.InputStream
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ServerSocket是服务器套接字的一个实现，一旦服务器套接字获得了一个连接请求，它就会创建一个Socket实例
（3）任务截图
客户端截图
服务器截图
3.任务三：加密结对编程。
（1）任务要求：1人负责客户端，1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
（2）实验原理
- 客户端使用
AES_Key生成AES密钥并输出到文件
-
从文件读入AES密钥，并调用
Encoder进行AES加密 -
将密文和密钥传给服务器
-
服务器进行解密，并计算结果，将结果返回
（3）任务截图
客户端截图
服务器截图
4.任务四：密钥分发结对编程。
（1）任务要求：1人负责客户端，1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接
（2）实验原理
- 两人先使用
Key_DH类生成各自的DH公钥和私钥 - 俩人使用对方的公钥和自己的私钥，用
KeyAgree，生成共享密钥 - 客户端使用共享密钥对原有的密钥进行加密，并把密文和加密后的密钥传输给服务器
- 服务器先用共享密钥对客户端加密的密钥进行解密，再用解密后的密钥解密密文
（3）任务截图
客户端截图
服务器截图
5.任务五：完整性校验结对编程。
（1）任务要求：1人负责客户端，1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
（2）实验原理
- 使用
DigestPass.MD5(String s)生成MD5值
（3）任务截图
客户端截图
服务器截图
三、实验中碰到的问题
1.使用jdk包版本不对的问题
问题：导入以下两个包出现错误
解决：使用jdk包版本不对，项目使用的是jdk11，而这两个包是jdk8中的，因此出现上图错误，新建了一个jdk8的项目，解决了
2.结对伙伴传输的被加密的密钥与解密后原密钥不对的问题
问题：传输密钥画蛇添足的使用以下代码之后传输，而不是直接使用key1（String）
String keyone= new String (a1);
keyone = Encoder.AESEncode(sharekey,keyone);//客户端对密钥进行DH加密
导致下图的问题
解决：使用原来的密钥加密后直接传输（主要问题在于新建的密钥字符串相比于原来的密钥少了一个空格）
3.发现结对伙伴生成的是DES密钥而不是AES密钥
问题：
解决：修改密钥生成器，使其生成AES密钥
4.生成AES密钥时，出现如下错误
问题：
解决：AES密钥长度只能是128、192、256位的，修改位数即可
