网络编程与安全实验报告

实验名称：网络编程与安全
实验日期：2017.6.8
实验人员：20162309邢天岳（结对编程同伴20162313苑洪铭）
指导老师：娄老师、王老师
实验步骤：1. 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。第一个实验可以结合上上个礼拜四则运算所编写的代码，使用MyBC和博客中的MyDC代码和测试代码，进行编译运行。由于MyBC代码是之前编写的，会与MyDC及测试类中的内容有所冲突，需要进行修改。第一个实验的主要部分是对后缀表达式进行编译，这里使用到了token.equals的调用。

在完成了主类的编写（这里主要是20162313苑洪铭同学进行编写，参考了网上关于栈使用的知识，

结合对知识的理解，完成了代码。）同时，实验1需要输入参数，在指定路径下建立txt文件，输入参数后运行。

    2.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。第二个实验需要和结对伙伴共同完成，分别作为客户端和服务器。首先在命令行cmd下检查服务器的IP地址和端口，并在客户端的程序中输入，进行两者的连接，使得两者可以联动。这些只是实验的准备工作。

完成连接后，客户端所发出的信息在服务器处于开启状态，接受信息后同步运行的（在这里我们尝试了关闭和开启服务器的防火墙，得出在开启服务器的防火墙后，会中断数据的传输。）实验2和实验3是一个递进的过程，补充了一个ASE加密过程，主要还是客户端和服务器之间的连接工作。

这里所需要的也有四则运算实验时所用到的程序，但需要补充客户端和服务器的联动代码。包括连接端口，IP的提供，以及在出现异常时及时关闭流，使用e.printStackTrace打印异常信息。

实验三需要补充ASE加密，首先在百度上查找了关于ASE加密的相关资料：高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

关于ASE的编写，实验任务中也提到了3des加密方法，但des加密的安全系数并不高，3des相对较高，为提高安全强度，通常使用独立密钥的三级DES。但是DES迟早要被AES代替。流密码体制较之分组密码在理论上成熟且安全，但未被列入下一代加密标准。
3.实验4和实验5也是一个延续的过程，首先进行客户端和服务器的连接，这里使用了一个JAVA SOCKET方法，是一种网络编程的方法，称为套接字，用于描述IP地址和端口，而所编写的程序会通过这个方法向网络发出请求或接受请求。Socket是建立网络连接时使用的。在连接成功时，应用程序两端都会产生一个Socket实例，操作这个实例，完成所需的会话。客户端和服务器完成连接后，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。

同时运行客户端和服务器的代码后，会显示数据连接成功，并输出加密后的信息。

结对情况：本次实验我与结对伙伴20162313苑洪铭同学共同完成，我作为客户端，连接他的IP地址和端口，运行代码并完成实验。本次实验的中，实验4的过程中出现了问题，服务器始终无法连接到客户端的信息，显示系统找不到指定路径，我们同时在C盘里建立了相同的txt文件，并在程序中复制了相应的地址，再次运行时就没有问题了。

实验总结：本次实验是真正意义上的一次结对编程实验，需要结对的两个同学共同完成，实验的内容在两者间是联动的，需要共同运行，同样一方出现错误就会导致程序运行的失败。在java环境下我们已经进行了一个学期的学习，此次实验算是真正意义上的一次实现了信息的联动，同时体现了密钥的效果，加入了解密的过程，可以算是一次较为新颖的实验，也考验了结对同学之间的配合。本次实验更像是一次在互联网环境下的信息加工环节，可以更好地帮助我们理解程序的开发和信息流的传输环境。