20155202张旭实验五网络编程与安全

任务一：

两人一组结对编程：
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

任务二：

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

任务三：

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

任务四：

密钥分发结对编程：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

任务五：

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

任务六：

Android 开发：
客户端功能用Android实现，完成有加分

任务一：

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。
此时，栈中仅有一个元素，即为运算的结果。
产品代码：

1 import java.util.StringTokenizer;
  2 import java.util.Stack;
  3
  4 public class MyDC
  5 {
  6   /** constant for addition symbol */
  7   private final char ADD = '+';
  8   /** constant for subtraction symbol */
  9   private final char SUBTRACT = '-';
 10   /** constant for multiplication symbol */
 11   private final char MULTIPLY = '*';
 12   /** constant for division symbol */
 13   private final char DIVIDE = '/';
 14   /** the stack */
 15   private Stack<Integer> stack;
 16
 17   /**
 18    * Sets up this evalutor by creating a new stack.
 19    */
 20   public MyDC()
 21   {
 22     stack = new Stack<Integer>();
 23   }
 24
 25   public int evaluate (String expr)
 26   {
 27     int op1, op2, result = 0;
 28     String token;
 29     StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer (expr);
 30
 31     while (tokenizer.hasMoreTokens())
 32     {
 33       token = tokenizer.nextToken();
 34
 35       if (isOperator(token))
 36       {
 37         op2 = (stack.pop()).intValue();
 38         op1 = (stack.pop()).intValue();
 39         result = evalSingleOp (token.charAt(0), op1, op2);
 40         stack.push (new Integer(result));
 41       }
 42       else
 43         stack.push (new Integer(Integer.parseInt(token)));
 44     }
 45
 46     return result;
 47   }
 48
 49   private boolean isOperator (String token)
 50   {
 51     return ( token.equals("+") || token.equals("-") ||
 52              token.equals("*") || token.equals("/") );
 53   }
 54
 55   private int evalSingleOp (char operation, int op1, int op2)
 56   {
 57     int result = 0;
 58
 59     switch (operation)
 60     {
 61       case ADD:
 62         result = op1 + op2;
 63         break;
 64       case SUBTRACT:
 65         result = op1 - op2;
 66         break;
 67       case MULTIPLY:
 68         result = op1 * op2;
 69         break;
 70       case DIVIDE:
 71         result = op1 / op2;
 72     }
 73
 74     return result;
 75   }
 76 }44     }
 45
 46     return result;
 47   }
 48
 49   private boolean isOperator (String token)
 50   {
 51     return ( token.equals("+") || token.equals("-") ||
 52              token.equals("*") || token.equals("/") );
 53   }
 54
 55   private int evalSingleOp (char operation, int op1, int op2)
 56   {
 57     int result = 0;
 58
 59     switch (operation)
 60     {
 61       case ADD:
 62         result = op1 + op2;
 63         break;
 64       case SUBTRACT:
 65         result = op1 - op2;
 66         break;
 67       case MULTIPLY:
 68         result = op1 * op2;
 69         break;
 70       case DIVIDE:
 71         result = op1 / op2;
 72     }
 73
 74     return result;
 75   }
 76 }

测试代码：

1 import java.util.Scanner;
  2
  3 public class MyDCTester  {
  4
  5   public static void main (String[] args) {
  6
  7     String expression, again;
  8
  9     int result;
 10
 11     try
 12     {
 13       Scanner in = new Scanner(System.in);
 14
 15       do
 16       {
 17         MyDC evaluator = new MyDC();
 18         System.out.println ("Enter a valid postfix expression: ");
 19         expression = in.nextLine();
 20
 21         result = evaluator.evaluate (expression);
 22         System.out.println();
 23         System.out.println ("That expression equals " + result);
 24
 25         System.out.print ("Evaluate another expression [Y/N]? ");
 26         again = in.nextLine();
 27         System.out.println();
 28       }
 29       while (again.equalsIgnoreCase("y"));
 30     }
 31     catch (Exception IOException)
 32     {
 33       System.out.println("Input exception reported");
 34     }
 35   }
 36 }

客户端网络编程步骤

首先指定连接到的服务器的IP地址和端口号来建立网络连接
连接建立以后，就可以通过这个连接交换数据了。交换数据严格按照请求响应模型进行，由客户端发送一个请求数据到服务器，服务器反馈一个响应数据给客户端，如果客户端不发送请求则服务器端就不响应。
本次实验要求要对数据进行加密操作：
先获得DES的密钥
然后使用RSA算法，使用服务器端的公钥对DES的密钥进行加密
再用DES加密明文得到密文
得到了明文就可以将客户端明文的Hash值传送给服务器，然后会收到来自服务器的返回数据
数据交换完毕后关闭连接
服务器端网络编程步骤
服务器属于被动等待连接，所以首先要进行监听端口，等待客户端进行连接。
在客户端连接之后，服务器就获得一个与客户端之间的连接，二者就可以通过这个连接进行数据交换了。
服务器接收到客户端传来的数据之后要进行处理，针对本次实验来说，客户端传来的数据是加密过的，所以服务器需要进行解密的操作：
首先要使用服务器端RSA的私钥对DES的密钥进行解密
再将十六进制数据转换成十进制
之后用解密得到的DES密钥对DES进行解密
然后使用解密得到的DES对十进制进制密文数据进行解密
最后将得到的十进制明文用“UTF-8”转码成明文字符
解密之后得到明文之后还需要验证数据完整性，在这里使用Hash函数来检测。
检测成功之后再向客户端返回数据表示匹配成功或者失败
最后关闭连接。

服务器代码：

/**
 * Created by zx on 2017/5/29
 */
        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(10001);//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);
        }
    }
    //十六进制和十进制转换
    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;
    }
}

客户端代码的编写：

首先，我们要对计算机网络的一些基本概念有所了解，大家可以参考一下娄老师提供的Java网络编程，这里面对客户端及服务器有较详细的介绍，在此我就不一一赘述了。
根据文章中所提到的客户端网络编程步骤可以知道，客户端的编程主要由三个步骤实现：建立网络连接、数据交换、关闭网络连接。首先我们要建立连接，在Java API中以java.net.Socket类的对象代表网络连接，所以建立客户端网络连接，也就是创建Socket类型的对象，因此，我先创建一个socket对象，```Socket socket = new Socket("192.168.43.246",10001);这里socket实现的是连接到IP地址为192.168.43.246的10001号端口(端口号任意指定)，需要特别说明的是，这里的IP地址指的是服务器电脑的IP地址，端口号也要与服务器上的端口号保持一致。这里提供一个查询IP地址的方法，打开命令提示符，输入指令ipconfig，找到你现在所使用的网络，显示的IPv4地址就是你的电脑现在使用的IP地址
接着利用BufferedReader对象获得从服务器传来的网络输入流，用PrintWriter对象获得从客户端向服务器输出数据的网络输出流，用BufferedReader对象创建键盘输入流，以便客户端从键盘上输入信息，可以参考之前娄老师所上传到QQ群里的ComputeTCPClient.java文件，大概的传输框架就是这样。
由于我们需要进行安全传输，所以在传输过程中还要对数据进行加密，一般来说，采用对称性加密算法与非对称性加密算法结合的方式安全性要更高，因此这里我先用的是RSA算法，用服务器的公钥先对DES的密钥进行加密，然后将加密后的密钥传给服务器，接着让用户输入需要传输的明文，再使用DES算法对明文进行加密，将加密后的密文通过网络传到服务器，然后计算明文的Hash值，传送到服务器。服务器总共会收到来自客户端发送的DES的密钥、密文以及明文的Hash值，服务器会采用RSA公钥密码中服务器的私钥解密DES的密钥，接着用解密后的DES的密钥对密文进行解密，得到明文。服务器再将解得的明文计算Hash值，检查其是否与传过来的Hash值一致，如果一致说明匹配成功。
代码如下：

import java.net.*;
import java.io.*;
import java.security.*;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
import java.security.spec.*;
import javax.crypto.interfaces.*;
import java.security.interfaces.*;
import java.math.*;

public class Client
{
    public static void main(String srgs[]) throws Exception
    {
        try
        {
            KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance("DESede");
            kg.init(168);
            SecretKey k = kg.generateKey();
            byte[] ptext2 = k.getEncoded();
            Socket socket = new Socket("10.43.62.8", 10001);
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true);
            BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

            //RSA算法，使用服务器端的公钥对DES的密钥进行加密
            FileInputStream f3 = new FileInputStream("Skey_RSA_pub.dat");
            ObjectInputStream b2 = new ObjectInputStream(f3);
            RSAPublicKey pbk = (RSAPublicKey) b2.readObject();
            BigInteger e = pbk.getPublicExponent();
            BigInteger n = pbk.getModulus();
            BigInteger m = new BigInteger(ptext2);
            BigInteger c = m.modPow(e, n);
            String cs = c.toString();
            out.println(cs); // 通过网络将加密后的秘钥传送到服务器
            System.out.print("请输入待发送的数据：");

            //用DES加密明文得到密文
            String s = stdin.readLine(); // 从键盘读入待发送的数据
            Cipher cp = Cipher.getInstance("DESede");
            cp.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);
            byte ptext[] = s.getBytes("UTF8");
            byte ctext[] = cp.doFinal(ptext);
            String str = parseByte2HexStr(ctext);
            out.println(str); // 通过网络将密文传送到服务器

            // 将客户端明文的Hash值传送给服务器
            String x = s;
            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);
            out.println(result);//通过网络将明文的Hash函数值传送到服务器

            str = in.readLine();// 从网络输入流读取结果
            System.out.println("从服务器接收到的结果为：" + str); // 输出服务器返回的结果
        }
        catch (Exception e)
        {
            System.out.println(e);//输出异常
        }
        finally
        {

        }

    }

    //将十六进制转换成二进制
    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();
    }
}

实验六：实现app钟表：

清单文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.administrator.mysecond"
    android:versionCode="1"
    android:versionName="1.0" >
    <uses-sdk
        android:minSdkVersion="8"
        android:targetSdkVersion="17" />
    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:theme="@style/AppTheme" >
        <activity
            android:name="com.example.administrator.mysecond.MainActivity"
            android:label="@string/app_name" >
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"
                    />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>
</manifest>

这是布局文件：

<RelativeLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:paddingLeft="2dp"
    android:paddingRight="2dp">
    398 Java for Android, Second Edition
    <Button
        android:id="@+id/cancelButton"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Cancel"
        android:layout_marginLeft="36dp"
        android:layout_marginStart="36dp"
        android:layout_alignBaseline="@+id/saveButton"
        android:layout_alignBottom="@+id/saveButton"
        android:layout_alignParentLeft="true"
        android:layout_alignParentStart="true" />
    <Button
        android:id="@+id/saveButton"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Save"
        android:layout_alignParentTop="true"
        android:layout_alignParentRight="true"
        android:layout_alignParentEnd="true"
        android:layout_marginRight="51dp"
        android:layout_marginEnd="51dp"
        android:layout_marginTop="54dp" />
    <ImageView
        android:layout_width="150dp"
        android:layout_height="150dp"
        android:padding="4dp"
        android:src="@android:drawable/ic_btn_speak_now"
        android:id="@+id/imageView"
        android:layout_above="@+id/filter_button_container"
        android:layout_toRightOf="@+id/cancelButton"
        android:layout_toEndOf="@+id/cancelButton"
        android:layout_marginBottom="100dp" />
    <LinearLayout
        android:id="@+id/filter_button_container"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignParentBottom="true"
        android:gravity="center|bottom"
        android:background="@android:color/white"
        android:orientation="horizontal" >

        <Button
            android:id="@+id/filterButton"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="fill_parent"
            android:text="Filter" />

        <Button
            android:id="@+id/shareButton"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="fill_parent"
            android:text="Share" />
        <Button
            android:id="@+id/deleteButton"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="fill_parent"
            android:text="Delete" />
    </LinearLayout>
</RelativeLayout>

结果如下：

布局文件：

package com.example.administrator.mysecond;

import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;

public class MulticolorClock extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_multicolor_clock);
    }
}

PSP(Personal Software Process)时间

步骤	耗时	百分比
需求分析	15分钟	9%
设计	15分钟	9%
代码实现	110分钟	64%
测试	10分钟	6%
分析总结	20分钟	12%

实验感想：

感觉这些东西挺有趣的，软件开发的过程复杂,而团队方式可以使其简单许多,团队操作在很大程度上可以实现优势的互补。但是代码还是很陌生，练的少，但是自己做一个app还是很厉害的，我以后也应该好好学习这些东西，就算以后不学习这个了，但是还是应该去学习，不功利的学习。

posted @ 2017-06-02 23:34 20155202张旭阅读(486) 评论(2) 编辑收藏举报

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20155202张旭

20155202张旭 实验五 网络编程与安全

20155202张旭 实验五 网络编程与安全

任务一：

任务二：

任务三：

任务四：

任务五：

任务六：

任务一：

求值伪代码如下：

产品代码：

测试代码：

客户端网络编程步骤

服务器代码：

客户端代码的编写：

实验六：实现app钟表：

清单文件：

这是布局文件：

结果如下：

布局文件：

PSP(Personal Software Process)时间

实验感想：

公告

20155202张旭实验五网络编程与安全

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