2018-2019-2 20175218 实验五《网络编程与安全》实验报告

2018-2019-2 20175218 实验五《网络编程与安全》实验报告

姓名	陈敬勇
班级	1752
学号	20175218
实验序号	实验五
实验名称	网络编程与安全

一、网络编程与安全-1

1、实验要求

两人一组结对编程：

0. 参考http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6766748.html#SECDSA
1. 结对实现中缀表达式转后缀表达式的功能 MyBC.java
2. 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
3. 上传测试代码运行结果截图和码云链接

2、实验代码

（一）MyDC.java>>核心代码

    public int evaluate(String expr) {
        int op1, op2, result = 0;
        String token;
        StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer(expr);
        while (tokenizer.hasMoreTokens()) {
            token = tokenizer.nextToken();
            if (isOperator(token)) {
                op2 = (stack.pop().intValue());
                op1 = (stack.pop().intValue());
                result = evalSingleOp(token.charAt(0), op1, op2);
                stack.push(result);
            } else {
                stack.push((Integer.parseInt(token)));
            }
        }
        return result;
    }

    private boolean isOperator(String token) {
        return (token.equals("+") || token.equals("-") || token.equals("*") || token.equals("/"));
    }

    private int evalSingleOp(char operation, int op1, int op2) {
        int result = 0;
        switch (operation) {
            case ADD:
                result = op1 + op2;
                break;
            case SUBTRACT:
                result = op1 - op2;
                break;
            case MUTIPLY:
                result = op1 * op2;
                break;
            case DIVIDE:
                result = op1 / op2;
        }
        return result;
    }

（二）MyDCTest.java>>核心代码

        try
        {
            Scanner in = new Scanner(System.in);

            do
            {
                MyDC evaluator = new MyDC();
                System.out.println ("Enter a valid postfix expression: ");
                expression = in.nextLine();

                result = evaluator.evaluate (expression);
                System.out.println();System.out.println ("That expression equals " + result);

                System.out.print ("Evaluate another expression [Y/N]? ");
                again = in.nextLine();
                System.out.println();
            }
            while (again.equalsIgnoreCase("y"));
        }

（三）MyBC.java>>核心代码

        while (t.hasMoreTokens()){    //依次遍历元素，转为后缀表达式
            String temp;
            String c;
            c=t.nextToken();
            if (c.equals("+") || c.equals("-")) {   //遇到优先级最低的“+”、“-”，弹出“（”之前的所有元素
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(")) {
                        sta.push("(");
                        break;
                    }
                    str = str + temp + " ";
                }
                sta.push(c);
            } else if (c.equals("*")|| c.equals("÷")) {   //遇到优先级高的“*”、“/”，弹出“（”之前的“*”、“/”
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(") || temp.equals("+") || temp.equals("-")) {
                        sta.push(temp);
                        break;
                    } else {
                        str = str + temp + " ";
                    }
                }
                sta.push(c);
            } else if (c.equals("(")) {     //遇到“(”直接入栈
                sta.push(c);
            } else if (c.equals(")")) {     //遇到“）”，弹出“（”之前的所有元素
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(")) {
                        break;
                    } else {
                        str = str + temp + " ";
                    }
                }
            } else                       //遇到数字，直接存入数组
            {
                str = str + c + " ";
            }
        }

（四）Calculate.java>>核心代码

        MyDC a = new MyDC();
        MyBC b = new MyBC();
        String str;
        int result;
        System.out.println("输入算式：");
        Scanner reader = new Scanner(System.in);
        str = reader.nextLine();
        str = b.result(str);
        result = a.evaluate(str);
        System.out.println("答案为："+result);

3、实验截图

1、MyDC测试代码截图

2、Calculate计算代码运行截图

4、码云链接

MyDC.java

MyDCTest.java

MyBC.java

Calculate.java

二、网络编程与安全-2

1、实验要求

结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器

0. 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
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，把后缀表达式通过网络发送给服务器
3. 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
4. 客户端显示服务器发送过来的结果
5. 上传测试结果截图和码云链接

2、实验代码

（一）Server.java（服务器端）>>核心代码

        try { serverForClient = new ServerSocket(2010);
        }
        catch(IOException e1) {
            System.out.println(e1);
        }
        try{ System.out.println("等待客户呼叫");
            socketOnServer = serverForClient.accept(); //堵塞状态，除非有客户呼叫
            out=new DataOutputStream(socketOnServer.getOutputStream());
            in=new DataInputStream(socketOnServer.getInputStream());
            String s=in.readUTF(); // in读取信息，堵塞状态
            System.out.println("服务器收到客户的提问:"+s);
            MyDC d=new MyDC();
            answer=d.evaluate(s);
            out.writeUTF(answer+"");
            Thread.sleep(500);
        }

（二）Client.java（客户端）>>核心代码

        try{  mysocket=new Socket("127.1.0.0",2010);
            in=new DataInputStream(mysocket.getInputStream());
            out=new DataOutputStream(mysocket.getOutputStream());
            System.out.println("请输入算式：");
            Scanner scanner=new Scanner(System.in);
            String str=scanner.nextLine();
            MyBC b=new MyBC();
            str=b.result(str);
            out.writeUTF(str);
            String  s=in.readUTF();   //in读取信息，堵塞状态
            System.out.println("客户收到服务器的回答:"+s);
            Thread.sleep(500);
        }
        catch(Exception e) {
            System.out.println("服务器已断开"+e);
        }

（三）MyDC.java>>核心代码

    public int evaluate(String expr) {
        int op1, op2, result = 0;
        String token;
        StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer(expr);
        while (tokenizer.hasMoreTokens()) {
            token = tokenizer.nextToken();
            if (isOperator(token)) {
                op2 = (stack.pop().intValue());
                op1 = (stack.pop().intValue());
                result = evalSingleOp(token.charAt(0), op1, op2);
                stack.push(result);
            } else {
                stack.push((Integer.parseInt(token)));
            }
        }
        return result;
    }

    private boolean isOperator(String token) {
        return (token.equals("+") || token.equals("-") || token.equals("*") || token.equals("/"));
    }

    private int evalSingleOp(char operation, int op1, int op2) {
        int result = 0;
        switch (operation) {
            case ADD:
                result = op1 + op2;
                break;
            case SUBTRACT:
                result = op1 - op2;
                break;
            case MUTIPLY:
                result = op1 * op2;
                break;
            case DIVIDE:
                result = op1 / op2;
        }
        return result;
    }

（四）MyBC.java>>核心代码

        while (t.hasMoreTokens()){    //依次遍历元素，转为后缀表达式
            String temp;
            String c;
            c=t.nextToken();
            if (c.equals("+") || c.equals("-")) {   //遇到优先级最低的“+”、“-”，弹出“（”之前的所有元素
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(")) {
                        sta.push("(");
                        break;
                    }
                    str = str + temp + " ";
                }
                sta.push(c);
            } else if (c.equals("*")|| c.equals("÷")) {   //遇到优先级高的“*”、“/”，弹出“（”之前的“*”、“/”
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(") || temp.equals("+") || temp.equals("-")) {
                        sta.push(temp);
                        break;
                    } else {
                        str = str + temp + " ";
                    }
                }
                sta.push(c);
            } else if (c.equals("(")) {     //遇到“(”直接入栈
                sta.push(c);
            } else if (c.equals(")")) {     //遇到“）”，弹出“（”之前的所有元素
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(")) {
                        break;
                    } else {
                        str = str + temp + " ";
                    }
                }
            } else                       //遇到数字，直接存入数组
            {
                str = str + c + " ";
            }
        }

3、实验截图

（一）服务器端运行

（二）客户端运行并输入算式

（三）服务器端收到客户提问

4、码云链接

Server.java

Client.java

MyDC.java

MyBC.java

三、网络编程与安全-3

1、实验要求

加密结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器

0. 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
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算法加密后通过网络把密文发送给服务器
3. 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
4. 客户端显示服务器发送过来的结果
5. 上传测试结果截图和码云链接

2、实验代码

（一）ServerOne.java（服务器端）>>核心代码

        try{  File f=new File("key1.dat");
            InputStream in = new FileInputStream(f);
            while((n=in.read(a,0,100))!=-1) {
                key=key+new String (a,0,n);
            }
            in.close();
        }
        catch(IOException e) {
            System.out.println("File read Error"+e);
        }*/
        ServerSocket serverForClient=null;
        Socket socketOnServer=null;
        DataOutputStream out=null;
        DataInputStream  in=null;
        try { serverForClient = new ServerSocket(2010);
        }
        catch(IOException e1) {
            System.out.println(e1);
        }
        try{ System.out.println("等待客户呼叫");
            socketOnServer = serverForClient.accept(); //堵塞状态，除非有客户呼叫
            out=new DataOutputStream(socketOnServer.getOutputStream());
            in=new DataInputStream(socketOnServer.getInputStream());
            String key = in.readUTF();
            String s=in.readUTF(); // in读取信息，堵塞状态
            System.out.println("服务器收到的信息:"+s);
            String clear=Encoder.AESDncode(key,s);
            MyDC d=new MyDC();
            System.out.println("服务器收到客户的提问:"+clear);
            int answer=d.evaluate(clear);
            out.writeUTF(answer+"");
            Thread.sleep(500);
        }

（二）ClientOne.java（客户端）>>核心代码

        try {
            File f = new File("key1.dat");
            InputStream in = new FileInputStream(f);
            while ((n = in.read(a, 0, 100)) != -1) {
                key = key + new String(a, 0, n);
            }
            in.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("File read Error" + e);
        }
        Socket mysocket;
        DataInputStream in = null;
        DataOutputStream out = null;
        System.out.println("请输入算式：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String str = scanner.nextLine();//输入算式
        MyBC b = new MyBC();
        str = b.result(str);
        String secret=Encoder.AESEncode(key,str);//客户端进行加密

        try {
            mysocket = new Socket("127.1.0.0", 2010);
            in = new DataInputStream(mysocket.getInputStream());
            out = new DataOutputStream(mysocket.getOutputStream());
            out.writeUTF(key);
            out.writeUTF(secret);
            String s = in.readUTF();   //in读取信息，堵塞状态
            System.out.println("客户收到服务器的回答:" + s);
            Thread.sleep(500);
        } 

（三）Encoder.java（加解密）>>核心代码

        try {
            //1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
            //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
            //3.产生原始对称密钥
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
            //4.获得原始对称密钥的字节数组
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根据字节数组生成AES密钥
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
            //6.根据指定算法AES自成密码器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
            //7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEY
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            //8.获取加密内容的字节数组(这里要设置为utf-8)不然内容中如果有中文和英文混合中文就会解密为乱码
            byte [] byte_encode=content.getBytes("utf-8");
            //9.根据密码器的初始化方式--加密：将数据加密
            byte [] byte_AES=cipher.doFinal(byte_encode);
            //10.将加密后的数据转换为字符串
            //这里用Base64Encoder中会找不到包
            //解决办法：
            //在项目的Build path中先移除JRE System Library，再添加库JRE System Library，重新编译后就一切正常了。
            String AES_encode=new String(new BASE64Encoder().encode(byte_AES));
            //11.将字符串返回
            return AES_encode;
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //如果有错就返加nulll
        return null;
    }
    /*
     * 解密
     * 解密过程：
     * 1.同加密1-4步
     * 2.将加密后的字符串反纺成byte[]数组
     * 3.将加密内容解密
     */


        try {
            //1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
            //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
            //3.产生原始对称密钥
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
            //4.获得原始对称密钥的字节数组
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根据字节数组生成AES密钥
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
            //6.根据指定算法AES自成密码器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
            //7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEY
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            //8.将加密并编码后的内容解码成字节数组
            byte [] byte_content= new BASE64Decoder().decodeBuffer(content);
            /*
             * 解密
             */
            byte [] byte_decode=cipher.doFinal(byte_content);
            String AES_decode=new String(byte_decode,"utf-8");
            return AES_decode;
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }

（四）Skey_AES.java（AES调用代码）>>核心代码

    public static void main(String args[]) throws Exception{
        KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance("AES");
        kg.init(128);
        SecretKey k=kg.generateKey( );
        FileOutputStream  f=new FileOutputStream("key1.dat");
        ObjectOutputStream b=new  ObjectOutputStream(f);
        b.writeObject(k);
    }

（五）MyBC.java>>核心代码

        while (t.hasMoreTokens()){    //依次遍历元素，转为后缀表达式
            String temp;
            String c;
            c=t.nextToken();
            if (c.equals("+") || c.equals("-")) {   //遇到优先级最低的“+”、“-”，弹出“（”之前的所有元素
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(")) {
                        sta.push("(");
                        break;
                    }
                    str = str + temp + " ";
                }
                sta.push(c);
            } else if (c.equals("*")|| c.equals("÷")) {   //遇到优先级高的“*”、“/”，弹出“（”之前的“*”、“/”
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(") || temp.equals("+") || temp.equals("-")) {
                        sta.push(temp);
                        break;
                    } else {
                        str = str + temp + " ";
                    }
                }
                sta.push(c);
            } else if (c.equals("(")) {     //遇到“(”直接入栈
                sta.push(c);
            } else if (c.equals(")")) {     //遇到“）”，弹出“（”之前的所有元素
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(")) {
                        break;
                    } else {
                        str = str + temp + " ";
                    }
                }
            } else                       //遇到数字，直接存入数组
            {
                str = str + c + " ";
            }
        }

（六）MyDC.java>>核心代码

    public int evaluate(String expr) {
        int op1, op2, result = 0;
        String token;
        StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer(expr);
        while (tokenizer.hasMoreTokens()) {
            token = tokenizer.nextToken();
            if (isOperator(token)) {
                op2 = (stack.pop().intValue());
                op1 = (stack.pop().intValue());
                result = evalSingleOp(token.charAt(0), op1, op2);
                stack.push(result);
            } else {
                stack.push((Integer.parseInt(token)));
            }
        }
        return result;
    }

    private boolean isOperator(String token) {
        return (token.equals("+") || token.equals("-") || token.equals("*") || token.equals("/"));
    }

    private int evalSingleOp(char operation, int op1, int op2) {
        int result = 0;
        switch (operation) {
            case ADD:
                result = op1 + op2;
                break;
            case SUBTRACT:
                result = op1 - op2;
                break;
            case MUTIPLY:
                result = op1 * op2;
                break;
            case DIVIDE:
                result = op1 / op2;
        }
        return result;
    }

3、实验截图

（一）服务器端运行

（二）客户端运行并输入算式

（三）服务器端收到客户提问

4、码云链接

ServerOne.java

ClientOne.java

Encoder.java

Skey_AES.java

MyDC.java

MyBC.java

四、网络编程与安全-4

1、实验要求

密钥分发结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器

0. 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
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，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
5. 客户端显示服务器发送过来的结果
6. 上传测试结果截图和码云链接

2、实验代码

（一）Key_DH.java>>核心代码

    private static final BigInteger skip1024Modulus
            = new BigInteger(1, skip1024ModulusBytes);
    // The base used with the SKIP 1024 bit modulus
    private static final BigInteger skip1024Base = BigInteger.valueOf(2);
    public static void main(String args[ ]) throws Exception{
        DHParameterSpec DHP=
                new DHParameterSpec(skip1024Modulus,skip1024Base);

        KeyPairGenerator kpg= KeyPairGenerator.getInstance("DH");
        kpg.initialize(DHP);
        KeyPair kp=kpg.genKeyPair();

        PublicKey pbk=kp.getPublic();
        PrivateKey prk=kp.getPrivate();
        // 保存公钥
        FileOutputStream  f1=new FileOutputStream(args[0]);
        ObjectOutputStream b1=new  ObjectOutputStream(f1);
        b1.writeObject(pbk);
        // 保存私钥
        FileOutputStream  f2=new FileOutputStream(args[1]);
        ObjectOutputStream b2=new  ObjectOutputStream(f2);
        b2.writeObject(prk);
    }
} 

（二）KeyAgree.java>>核心代码

        FileInputStream f1=new FileInputStream("Apub.dat");
        ObjectInputStream b1=new ObjectInputStream(f1);
        PublicKey  pbk=(PublicKey)b1.readObject( );
        //读取自己的DH私钥
        FileInputStream f2=new FileInputStream("Bpri.dat");
        ObjectInputStream b2=new ObjectInputStream(f2);
        PrivateKey  prk=(PrivateKey)b2.readObject( );
        // 执行密钥协定
        KeyAgreement ka=KeyAgreement.getInstance("DH");
        ka.init(prk);
        ka.doPhase(pbk,true);
        //生成共享信息
        byte[ ] sb=ka.generateSecret();
        for(int i=0;i<sb.length;i++){
            System.out.print(sb[i]+",");
        }

（三）ServerTwo.java（服务器端）>>核心代码

        try{  File f=new File("Sharekey.dat");
            InputStream in = new FileInputStream(f);
            while((n=in.read(a,0,100))!=-1) {
                sharekey=sharekey+new String (a,0,n);
            }
            in.close();
        }
        catch(IOException e) {
            System.out.println("File read Error"+e);
        }

        ServerSocket serverForClient=null;
        Socket socketOnServer=null;
        DataOutputStream out=null;
        DataInputStream  in=null;
        try { serverForClient = new ServerSocket(2010);
        }
        catch(IOException e1) {
            System.out.println(e1);
        }
        try{ System.out.println("等待客户呼叫");
            socketOnServer = serverForClient.accept(); //堵塞状态，除非有客户呼叫
            out=new DataOutputStream(socketOnServer.getOutputStream());
            in=new DataInputStream(socketOnServer.getInputStream());
            String keyone =in.readUTF();//读取被DH算法加密的密钥
            String truekey = Encoder.AESDncode(sharekey,keyone);//使用共享密钥对被加密的原密钥解密。
            String secret =in.readUTF(); // in读取信息，堵塞状态
            System.out.println("服务器收到的信息:"+secret);
            String clear = Encoder.AESDncode(truekey,secret);//使用原密钥解密表达式
            MyDC d=new MyDC();
            int answer=d.evaluate(clear);
            out.writeUTF(answer+"");
            System.out.println("服务器提供的解密:"+clear);


            Thread.sleep(500);
        }
        

（四）ClientTwo.java（客户端）>>核心代码

        try{  File f=new File("key1.dat");
            InputStream in = new FileInputStream(f);
            while((n1=in.read(a1,0,100))!=-1) {
                key1=key1+new String (a1,0,n1);
            }
            in.close();
        }
        catch(IOException e) {
            System.out.println("File read Error"+e);
        }
        String sharekey="";
        int n=-1;
        byte [] a=new byte[128];
        try{  File f=new File("Sharekey.dat");
            InputStream in = new FileInputStream(f);
            while((n=in.read(a,0,100))!=-1) {
                sharekey=sharekey+new String (a,0,n);
            }
            in.close();
        }
        catch(IOException e) {
            System.out.println("File read Error"+e);
        }
        Socket mysocket;
        DataInputStream in=null;
        DataOutputStream out=null;
        System.out.println("请输入算式：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String str = scanner.nextLine();//输入算式
        MyBC b=new MyBC();
        str=b.result(str);
        String secret=Encoder.AESEncode(key1, str);//客户端对表达式进行加密
        key1 = Encoder.AESEncode(sharekey,key1);//客户端对密钥进行DH加密
        try{  mysocket=new Socket("127.1.0.0",2010);
            in=new DataInputStream(mysocket.getInputStream());
            out=new DataOutputStream(mysocket.getOutputStream());
            out.writeUTF(key1);
            out.writeUTF(secret);
            String  s=in.readUTF();   //in读取信息，堵塞状态
            System.out.println("客户收到服务器的回答:"+s);
            Thread.sleep(50000);
        }

（五）MyBC.java>>核心代码

        while (t.hasMoreTokens()){    //依次遍历元素，转为后缀表达式
            String temp;
            String c;
            c=t.nextToken();
            if (c.equals("+") || c.equals("-")) {   //遇到优先级最低的“+”、“-”，弹出“（”之前的所有元素
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(")) {
                        sta.push("(");
                        break;
                    }
                    str = str + temp + " ";
                }
                sta.push(c);
            } else if (c.equals("*")|| c.equals("÷")) {   //遇到优先级高的“*”、“/”，弹出“（”之前的“*”、“/”
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(") || temp.equals("+") || temp.equals("-")) {
                        sta.push(temp);
                        break;
                    } else {
                        str = str + temp + " ";
                    }
                }
                sta.push(c);
            } else if (c.equals("(")) {     //遇到“(”直接入栈
                sta.push(c);
            } else if (c.equals(")")) {     //遇到“）”，弹出“（”之前的所有元素
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(")) {
                        break;
                    } else {
                        str = str + temp + " ";
                    }
                }
            } else                       //遇到数字，直接存入数组
            {
                str = str + c + " ";
            }
        }

（六）MyDC.java>>核心代码

    public int evaluate(String expr) {
        int op1, op2, result = 0;
        String token;
        StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer(expr);
        while (tokenizer.hasMoreTokens()) {
            token = tokenizer.nextToken();
            if (isOperator(token)) {
                op2 = (stack.pop().intValue());
                op1 = (stack.pop().intValue());
                result = evalSingleOp(token.charAt(0), op1, op2);
                stack.push(result);
            } else {
                stack.push((Integer.parseInt(token)));
            }
        }
        return result;
    }

    private boolean isOperator(String token) {
        return (token.equals("+") || token.equals("-") || token.equals("*") || token.equals("/"));
    }

    private int evalSingleOp(char operation, int op1, int op2) {
        int result = 0;
        switch (operation) {
            case ADD:
                result = op1 + op2;
                break;
            case SUBTRACT:
                result = op1 - op2;
                break;
            case MUTIPLY:
                result = op1 * op2;
                break;
            case DIVIDE:
                result = op1 / op2;
        }
        return result;
    }

（七）Encoder.java（加解密）>>核心代码

        try {
            //1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
            //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
            //3.产生原始对称密钥
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
            //4.获得原始对称密钥的字节数组
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根据字节数组生成AES密钥
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
            //6.根据指定算法AES自成密码器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
            //7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEY
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            //8.获取加密内容的字节数组(这里要设置为utf-8)不然内容中如果有中文和英文混合中文就会解密为乱码
            byte [] byte_encode=content.getBytes("utf-8");
            //9.根据密码器的初始化方式--加密：将数据加密
            byte [] byte_AES=cipher.doFinal(byte_encode);
            //10.将加密后的数据转换为字符串
            //这里用Base64Encoder中会找不到包
            //解决办法：
            //在项目的Build path中先移除JRE System Library，再添加库JRE System Library，重新编译后就一切正常了。
            String AES_encode=new String(new BASE64Encoder().encode(byte_AES));
            //11.将字符串返回
            return AES_encode;
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //如果有错就返加nulll
        return null;
    }
    /*
     * 解密
     * 解密过程：
     * 1.同加密1-4步
     * 2.将加密后的字符串反纺成byte[]数组
     * 3.将加密内容解密
     */


        try {
            //1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
            //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
            //3.产生原始对称密钥
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
            //4.获得原始对称密钥的字节数组
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根据字节数组生成AES密钥
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
            //6.根据指定算法AES自成密码器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
            //7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEY
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            //8.将加密并编码后的内容解码成字节数组
            byte [] byte_content= new BASE64Decoder().decodeBuffer(content);
            /*
             * 解密
             */
            byte [] byte_decode=cipher.doFinal(byte_content);
            String AES_decode=new String(byte_decode,"utf-8");
            return AES_decode;
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }

3、实验截图

（一）服务器端运行

（二）客户端运行并输入算式

（三）服务器端收到信息并提供解密

4、码云链接

Key_DH.java

KeyAgree.java

ServerTwo.java

ClientTwo.java

MyDC.java

MyBC.java

Encoder.java

五、网络编程与安全-5

1、实验要求

完整性校验结对编程：1人负责客户端，一人负责服务器

0. 注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
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
6. 上传测试结果截图和码云链接

2、实验代码

（一）DigestPass.java>>核心代码

        MessageDigest m=MessageDigest.getInstance("MD5");
        m.update(str.getBytes("UTF8"));
        byte s[ ]=m.digest( );
        String result="";
        for (int i=0; i<s.length; i++){
            result+=Integer.toHexString((0x000000ff & s[i]) |
                    0xffffff00).substring(6);

（二）ServerThree.java（服务器端）>>核心代码

        try{  File f=new File("Sharekey.dat");
            InputStream in = new FileInputStream(f);
            while((n=in.read(a,0,100))!=-1) {
                sharekey=sharekey+new String (a,0,n);
            }
            in.close();
        }
        catch(IOException e) {
            System.out.println("File read Error"+e);
        }

        ServerSocket serverForClient=null;
        Socket socketOnServer=null;
        DataOutputStream out=null;
        DataInputStream  in=null;
        try { serverForClient = new ServerSocket(2010);
        }
        catch(IOException e1) {
            System.out.println(e1);
        }
        try{ System.out.println("等待客户呼叫");
            socketOnServer = serverForClient.accept(); //堵塞状态，除非有客户呼叫
            out=new DataOutputStream(socketOnServer.getOutputStream());
            in=new DataInputStream(socketOnServer.getInputStream());
            String keyone =in.readUTF();//读取被DH算法加密的密钥
            String truekey = Encoder.AESDncode(sharekey,keyone);//使用共享密钥对被加密的原密钥解密。
            String secret =in.readUTF(); // in读取信息，堵塞状态
            System.out.println("服务器收到的信息:"+secret);
            String mdClient=in.readUTF();
            System.out.println("客户端提供的MD5为:"+ mdClient);
            String clear = Encoder.AESDncode(truekey,secret);//使用原密钥解密表达式
            MyDC d=new MyDC();
            int answer=d.evaluate(clear);
            if((mdClient.equals(DigestPass.MD5(clear)))==true) {//判断MD5值是否相等，若相等，则返回答案
                System.out.println("MD5值匹配");
                System.out.println("服务器提供的解密:" + clear);
                System.out.println("服务器解出密文的MD5为:" + DigestPass.MD5(clear));
                out.writeUTF(answer + "");
            }
            Thread.sleep(500);
        }

（三）ClientThree.java（客户端）>>核心代码

        try{  File f=new File("key1.dat");
            InputStream in = new FileInputStream(f);
            while((n1=in.read(a1,0,100))!=-1) {
                key1=key1+new String (a1,0,n1);
            }
            in.close();
        }
        catch(IOException e) {
            System.out.println("File read Error"+e);
        }
        String sharekey="";
        int n=-1;
        byte [] a=new byte[128];
        try{  File f=new File("Sharekey.dat");
            InputStream in = new FileInputStream(f);
            while((n=in.read(a,0,100))!=-1) {
                sharekey=sharekey+new String (a,0,n);
            }
            in.close();
        }
        catch(IOException e) {
            System.out.println("File read Error"+e);
        }
        Socket mysocket;
        DataInputStream in=null;
        DataOutputStream out=null;
        System.out.println("请输入算式：");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String str = scanner.nextLine();//输入算式
        MyBC b=new MyBC();
        str=b.result(str);
        String secret=Encoder.AESEncode(key1, str);//客户端对表达式进行加密
        String md=DigestPass.MD5(str);//客户端提供的MD5
        key1 = Encoder.AESEncode(sharekey,key1);//客户端对密钥进行DH加密
        try{  mysocket=new Socket("127.1.0.0",2010);
            in=new DataInputStream(mysocket.getInputStream());
            out=new DataOutputStream(mysocket.getOutputStream());
            out.writeUTF(key1);
            out.writeUTF(secret);
            out.writeUTF(md);
            String  s=in.readUTF();   //in读取信息，堵塞状态
            System.out.println("客户收到服务器的回答:"+s);
            Thread.sleep(50000);
        }

（四）MyBC.java>>核心代码

        while (t.hasMoreTokens()){    //依次遍历元素，转为后缀表达式
            String temp;
            String c;
            c=t.nextToken();
            if (c.equals("+") || c.equals("-")) {   //遇到优先级最低的“+”、“-”，弹出“（”之前的所有元素
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(")) {
                        sta.push("(");
                        break;
                    }
                    str = str + temp + " ";
                }
                sta.push(c);
            } else if (c.equals("*")|| c.equals("÷")) {   //遇到优先级高的“*”、“/”，弹出“（”之前的“*”、“/”
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(") || temp.equals("+") || temp.equals("-")) {
                        sta.push(temp);
                        break;
                    } else {
                        str = str + temp + " ";
                    }
                }
                sta.push(c);
            } else if (c.equals("(")) {     //遇到“(”直接入栈
                sta.push(c);
            } else if (c.equals(")")) {     //遇到“）”，弹出“（”之前的所有元素
                while (sta.size() != 0) {
                    temp = sta.pop();
                    if (temp.equals("(")) {
                        break;
                    } else {
                        str = str + temp + " ";
                    }
                }
            } else                       //遇到数字，直接存入数组
            {
                str = str + c + " ";
            }
        }

（五）MyDC.java>>核心代码

    public int evaluate(String expr) {
        int op1, op2, result = 0;
        String token;
        StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer(expr);
        while (tokenizer.hasMoreTokens()) {
            token = tokenizer.nextToken();
            if (isOperator(token)) {
                op2 = (stack.pop().intValue());
                op1 = (stack.pop().intValue());
                result = evalSingleOp(token.charAt(0), op1, op2);
                stack.push(result);
            } else {
                stack.push((Integer.parseInt(token)));
            }
        }
        return result;
    }

    private boolean isOperator(String token) {
        return (token.equals("+") || token.equals("-") || token.equals("*") || token.equals("/"));
    }

    private int evalSingleOp(char operation, int op1, int op2) {
        int result = 0;
        switch (operation) {
            case ADD:
                result = op1 + op2;
                break;
            case SUBTRACT:
                result = op1 - op2;
                break;
            case MUTIPLY:
                result = op1 * op2;
                break;
            case DIVIDE:
                result = op1 / op2;
        }
        return result;
    }

（六）Encoder.java（加解密）>>核心代码

        try {
            //1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
            //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
            //3.产生原始对称密钥
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
            //4.获得原始对称密钥的字节数组
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根据字节数组生成AES密钥
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
            //6.根据指定算法AES自成密码器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
            //7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEY
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            //8.获取加密内容的字节数组(这里要设置为utf-8)不然内容中如果有中文和英文混合中文就会解密为乱码
            byte [] byte_encode=content.getBytes("utf-8");
            //9.根据密码器的初始化方式--加密：将数据加密
            byte [] byte_AES=cipher.doFinal(byte_encode);
            //10.将加密后的数据转换为字符串
            //这里用Base64Encoder中会找不到包
            //解决办法：
            //在项目的Build path中先移除JRE System Library，再添加库JRE System Library，重新编译后就一切正常了。
            String AES_encode=new String(new BASE64Encoder().encode(byte_AES));
            //11.将字符串返回
            return AES_encode;
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //如果有错就返加nulll
        return null;
    }
    /*
     * 解密
     * 解密过程：
     * 1.同加密1-4步
     * 2.将加密后的字符串反纺成byte[]数组
     * 3.将加密内容解密
     */


        try {
            //1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
            //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
            //3.产生原始对称密钥
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
            //4.获得原始对称密钥的字节数组
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根据字节数组生成AES密钥
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
            //6.根据指定算法AES自成密码器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
            //7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEY
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            //8.将加密并编码后的内容解码成字节数组
            byte [] byte_content= new BASE64Decoder().decodeBuffer(content);
            /*
             * 解密
             */
            byte [] byte_decode=cipher.doFinal(byte_content);
            String AES_decode=new String(byte_decode,"utf-8");
            return AES_decode;
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }

（七）Key_DH.java>>核心代码

    private static final BigInteger skip1024Modulus
            = new BigInteger(1, skip1024ModulusBytes);
    // The base used with the SKIP 1024 bit modulus
    private static final BigInteger skip1024Base = BigInteger.valueOf(2);
    public static void main(String args[ ]) throws Exception{
        DHParameterSpec DHP=
                new DHParameterSpec(skip1024Modulus,skip1024Base);

        KeyPairGenerator kpg= KeyPairGenerator.getInstance("DH");
        kpg.initialize(DHP);
        KeyPair kp=kpg.genKeyPair();

        PublicKey pbk=kp.getPublic();
        PrivateKey prk=kp.getPrivate();
        // 保存公钥
        FileOutputStream  f1=new FileOutputStream(args[0]);
        ObjectOutputStream b1=new  ObjectOutputStream(f1);
        b1.writeObject(pbk);
        // 保存私钥
        FileOutputStream  f2=new FileOutputStream(args[1]);
        ObjectOutputStream b2=new  ObjectOutputStream(f2);
        b2.writeObject(prk);
    }
} 

（八）KeyAgree.java>>核心代码

        FileInputStream f1=new FileInputStream("Apub.dat");
        ObjectInputStream b1=new ObjectInputStream(f1);
        PublicKey  pbk=(PublicKey)b1.readObject( );
        //读取自己的DH私钥
        FileInputStream f2=new FileInputStream("Bpri.dat");
        ObjectInputStream b2=new ObjectInputStream(f2);
        PrivateKey  prk=(PrivateKey)b2.readObject( );
        // 执行密钥协定
        KeyAgreement ka=KeyAgreement.getInstance("DH");
        ka.init(prk);
        ka.doPhase(pbk,true);
        //生成共享信息
        byte[ ] sb=ka.generateSecret();
        for(int i=0;i<sb.length;i++){
            System.out.print(sb[i]+",");
        }

3、实验截图

（一）服务器端运行

（二）客户端运行并输入算式

（三）服务器端收到信息并匹配MD5后解密

4、码云链接

DigestPass.java

ServerThree.java

ClientThree.java

Key_DH.java

KeyAgree.java

MyDC.java

MyBC.java

Encoder.java

六、实验中遇到的问题及解决方法

问题一

在IDEA中，运行代码时，会有找不到一些文件的情况，但是并不影响程序运行

解决方法

因为没有影响到程序运行，并且在虚拟机里也能够成功实现，所以就暂时没有解决好这个问题

七、代码托管

实验五代码码云链接

八、实验感想

对于这次实验，总的来说，综合性比较高，在临近学期末，来做对Java学习很有帮助。特别的是还联系到了其他科目，让我们在学习Java的同时，还兼顾到了其他科目，对我们有着很大的帮助。通过这次实验，我也更加知道了结对编程的重要性，如果这个实验只要我自己一个人做，那么肯定是非常非常困难的，幸好有搭档帮助，这样，最终才完成了这个实验，希望在以后的实验中能够利用好伙伴的力量结伴做出更好的实验。