20155226 实验五 网络编程与安全

20155226 实验五 网络编程与安全

一、实验内容

任务一

• 题目：①编写MyBC.java实现中缀表达式转后缀表达式的功能；②编写MyDC.java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

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。

• ①中缀转后缀的算法可描述为：

设置一个运算符栈，设置一个后缀表达式字符串；
从左到右依次对中缀表达式中的每个字符ch分别进行以下处理，直至表达式结束：
若ch是左括号‘（’，将其入栈；
若ch是数字，将其后连续若干数字添加到后缀表达式字符串之后，并添加空格作为分隔符；
若ch是运算符，先将栈顶若干优先级高于ch的运算符出栈，添加到后缀表达式字符串之后，再将ch入栈。当‘（’运算符在栈中时，它的优先级最低。
若ch是‘）’，则若干运算符全部出栈，直到出栈的是左括号，一对括号匹配。
若表达式结束，将栈中运算符全部出栈，添加到后缀表达式字符串之后。

• ②后缀表达式求值的算法可描述为：

设置一个操作数栈，从左向右依次对后缀表达式字符串中的每个字符ch进行处理；
若ch是数字，先将其后连续若干数字转化为整数，再将该整数入栈；
若ch是运算符，出栈两个值进行运算，运算结果再入栈；
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。

运行结果如下：

任务二

• 题目：①结对编程：一人负责客户端，另一人负责服务器；②注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题；③基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP；④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；⑤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；⑥客户端显示服务器发送过来的结果

java.net.Socket与java.net.ServerSocket

『java.net.Socket』：

• 套接字是一个网络连接的端点。在java中，使用java.net.Socket对象来表示一个套接字。
  要创建一个套接字，可以使用Socket的构造方法，如：public Socket(java.lang.String host, int port)。其中，host是远程机器名或IP地址，port是远程应用程序的端口号。
  一旦成功创建了Socket类的一个实例，就可以使用它发送或接收字节流。要发送字节流，必须先调用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，可以调用Socket类的getInputStream方法，它返回一个java.io.InputStream。

• 创建了客户端和服务器，调用任务一中的中缀表达式转后缀表达式与后缀表达式求值的方法即可。运行结果如下：

任务三

• 题目：①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；②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。其他要求同任务二。

• 实现DES加密主要有以下几个步骤：

  • 对称密钥的生成和保存；
  • 使用对称密钥进行加密和解密；
  • 从文件中获取加密时使用的密钥，使用密钥进行解密；

• 运行截图如下：

任务四

• 题目：客户端和服务器用DH算法进行3DES或AES算法的密钥交换。其他要求同任务三。

执行密钥协定的标准算法是DH算法（Diffie-Hellman算法），分为以下两步：
* 创建DH公钥和私钥；
* 创建共享密钥。

运行结果如下：

任务五

• 题目：

1. 基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP
2. 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
3. 客户端和服务器用DH算法进行3DES或AES算法的密钥交换
4. 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
5. 客户端显示服务器发送过来的结果
   运行结果如下：

二、代码链接

三、总结与体会

这次实验是结对完成，分别负责客户端和服务器的构建，完成并验证可以运行后成就感满满。

四、耗时统计

步骤	耗时	百分比
需求分析	30min	14%
代码实现	120min	48%
测试	30min	14%
分析总结	30min	14%