20145219 《Java程序设计》实验五 Java网络编程及安全实验报告
实验内容
1．掌握Socket程序的编写；
2．掌握密码技术的使用；
3．设计安全传输系统。
实验步骤
我和20145214张宁结对编程，我设计服务器部分。
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确定服务器端IP地址和端口
用设计服务器的电脑打开cmd命令行，在其中输入
ipconfig查询服务器的IPv4地址并让负责客户端的用户记录下来，创立一个端口号且服务器和客户端一致（最好不要为8080、8030这些常见的，我们先后使用了10001、10002和9999，最后9999成功了）。
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编写代码
1.建立一个Socket对象，用来建立一个端口号与客户端相连，获得网络输入流与输出流对象的引用。
2.使用服务器端RSA的私钥对DES的密钥进行解密，对秘钥进行解密之后使用DES对密文进行解密。
3.计算解密后的hash值来确定解密是否正确。
注：加密算法、秘钥、Hash函数计算过程均利用的老师提供的代码
服务器代码如下：
import java.net.*; import java.io.*; import java.security.*; import java.security.spec.*; import javax.crypto.*; import javax.crypto.spec.*; import javax.crypto.interfaces.*; import java.security.interfaces.*; import java.math.*; public class ComputeTCPServer{ public static void main(String srgs[]) throws Exception { ServerSocket sc = null; Socket socket=null; try { sc= new ServerSocket(9999);//创建服务器套接字 System.out.println("端口号:" + sc.getLocalPort()); System.out.println("服务器已经启动..."); socket = sc.accept(); //等待客户端连接 System.out.println("已经建立连接");//获得网络输入流对象的引用 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));//获得网络输出流对象的引用 PrintWriter out=new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())),true); //使用服务器端RSA的私钥对DES的密钥进行解密 String aline2=in.readLine(); BigInteger c=new BigInteger(aline2); FileInputStream f=new FileInputStream("Skey_RSA_priv.dat"); ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f); RSAPrivateKey prk=(RSAPrivateKey)b.readObject( ); BigInteger d=prk.getPrivateExponent(); BigInteger n=prk.getModulus(); BigInteger m=c.modPow(d,n); byte[] keykb=m.toByteArray(); //使用DES对密文进行解密 String aline=in.readLine();//读取客户端传送来的数据 byte[] ctext=parseHexStr2Byte(aline); Key k=new SecretKeySpec(keykb,"DESede"); Cipher cp=Cipher.getInstance("DESede"); cp.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k); byte []ptext=cp.doFinal(ctext); String p=new String(ptext,"UTF8"); System.out.println("从客户端接收到信息为："+p); //通过网络输出流返回结果给客户端 //使用Hash函数检测明文完整性 String aline3=in.readLine(); String x=p; MessageDigest m2=MessageDigest.getInstance("MD5"); m2.update(x.getBytes( )); byte a[ ]=m2.digest( ); String result=""; for (int i=0; i<a.length; i++) { result+=Integer.toHexString((0x000000ff & a[i]) | 0xffffff00).substring(6); } System.out.println(result); if(aline3.equals(result)) { System.out.println("匹配成功"); } out.println("匹配成功"); out.close(); in.close(); sc.close(); } 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; } public static String parseByte2HexStr(byte buf[]) { StringBuffer sb = new StringBuffer(); for (int i = 0; i < buf.length; i++) { String hex = Integer.toHexString(buf[i] & 0xFF); if (hex.length() == 1) { hex = '0' + hex; } sb.append(hex.toUpperCase()); } return sb.toString(); } } -
匹配连接
1.运行服务器端代码；
2.显示“服务器已经启动后”运行客户端代码；
3.显示“已经建立连接”就证明双方已经连接好了；
4.客户端输入要传输的信息；
5.服务器端显示从客户端接受到的信息；
6.双方匹配成功，并在客户端显示“匹配成功”的消息。
实验中的问题和解决过程
- 问题1：运行后显示错误“系统找不到指定文件”。
- 解决：将
Skey_RSA_priv.dat拷贝至与src同级的文件夹内。 - 问题2：服务器启动后客户端显示错误
java.net.SocketException: Connection reset（连接重置）。 - 解决：没有关闭上次运行的窗口，端口号被占用，关闭上次运行的窗口后就可以成功了。
- 问题3：服务器启动后客户端显示错误`java.net.ConnectException: Connection timed out: connect（连接超时）.
- 解决：我们推断可能是网络连接有问题。我们最初同时使用cmcc-edu，结果为连接超时；然后，我们连接同一台手机散发的热点，结果仍然为连接超时；最后，我用服务器端的电脑给客户端散发WiFi，结果终于成功。
实验代码托管截图
本次实验代码行数
PSP(Personal Software Process)时间
| 步骤 | 耗时 | 百分比 |
|---|---|---|
| 需求分析 | 10min | 12.50% |
| 设计 | 20min | 25.00% |
| 代码实现 | 20min | 25.00% |
| 测试 | 20min | 25.00% |
| 分析总结 | 10min | 12.50% |