20192309 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》实验四报告

20192309《数据结构与面向对象程序设计》实验四报告

课程：《程序设计与数据结构》
班级： 1923
姓名：金一非
学号：20192309
实验教师：王志强
实验日期：2020年10月22日
必修/选修：必修

1.实验内容

（一）Java Socket编程
1.学习蓝墨云上教材《Java和Android编程》“第16章输入/输出 ”和“第22章网络”，学习JavaSocket编程
2.结对编程。结对伙伴A编写客户端SocketClient.java，结对伙伴B编写服务器端。
3.截图加学号水印上传蓝墨云，代码push到码云，并撰写实验报告。

（二）Java和密码学
以结对的方式完成Java密码学相关内容的学习。提交学习成果码云链接和代表性成果截图，要有学号水印。

（三）编写有理数/复数计算器
结对编程，结对伙伴A编写有理数计算器。结对伙伴B编写复数计算器。截图加水印上传蓝墨云，代码push码云。

（四）远程有理数计算器
结对编程，结对伙伴A编程实现客户端，结果伙伴B实现服务器端。
客户端通过键盘输入一个有理数计算的公式（例如：1/4 + 1/6 = ）,并把该公式以字符串的形式发送给伙伴B（服务器端），服务器端根据字符串计算出结果为5/12,并把结果返回给客户端A，A收到结果后输出结果。截图加水印上传蓝墨云，代码push码云。

（五）远程复数计算器
结对编程，结对伙伴B编程实现客户端，结果伙伴A实现服务器端。
注意实验四（4）和实验四（5），一个人不能仅实现客户端，必须实现一个客户端和服务器，否则两个实验均不得分！！！

2. 实验过程及结果（本次实验由我（A）与20192316（B）结对完成)(加分项：在实验4、5中实现客户端加密传输，服务器解密反馈)

实验1.java socket编程

编写服务器：

编写客户端：

实验2 Java和密码学

相关内容：
开发一个程序时，最好的方法就是将对象想象为“服务提供者”，程序通过调用若干对象提供的服务来实现预期目标。
密码学：主要是研究保密通信和信息保密的学科，包括信息保密传输和信息加密存储等。
密码编码学：主要研究如何对信息进行编码，如何实现对信息的隐蔽，是密码学理论的基础，也是保密系统设计的基础。
密码分析学：主要研究加密消息的破译或消息的伪造，是检验密码体制安全性最为直接的手段，只有通过实际密码分析考验的密码体制，才是真正可用的。
对称密码（symmetric cryptography）是指在加密和解密时使用同一密钥的方式。
公钥密码（public-key cryptography）则是指在加密和解密时使用不同密钥的方式，公钥密码又称为非对称密码（asymmetric cryptography）。

2.1 凯撒密码

凯撒密码的加密算法极其简单。其加密过程如下：
我们做此约定：明文记为m，密文记为c，加密变换记为E(k1,m)（其中k1为密钥），解密变换记为D(k2,m)（k2为解密密钥）（在这里k1=k2,不妨记为k）。凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换：
c≡m+k mod n （其中n为基本字符个数）
同样，解密过程可表示为：
m≡c+k mod n （其中n为基本字符个数）
代码及运行结果如下：

2.2 Java对称加密-DES算法

运行java Skey_DES，在当前目录下将生成文件key1.dat
结果如下：

程序中在保存了密钥编码后，又使用循环语句将字节数组中的内容打印出来。这样可以较为直观地看到密钥编码的内容。
运行程序
输入java Skey_kb 运行程序，在程序的当前目录中将产生文件名为keykb1.dat的文件，屏幕输出如下：
11,-105,-119,50,4,-105,16,38,-14,-111,21,-95,70,-15,76,-74,67,-88,59,-71,55,-125,104,42,

输入java SEnc运行程序，在程序的当前目录中将产生文件名为SEnc.dat的文件，屏幕输出如下：

输入java SDec运行程序，将输出明文字符串“Hello World!”

2.3 Java非对称加密-RSA算法

输入java Skey_RSA运行程序，当前目录下将生成两个文件：Skey_RSA_pub.dat和Skey_RSA_priv.dat，前者保存着公钥，后者保存着私钥。将文件Skey_RSA_pub.dat对外公布（如放在Web服务器上给大家下载，或者直接拷贝给所有需要的人），而Skey_RSA_priv.dat秘密保存。

输入java Enc_RSA运行程序，得到如下结果：
其中显示了公钥中的参数以及加密的结果c，这些都是很大的整数，n和c多达上百位。程序运行后密文c以字符串形式保存在文件Enc_RSA.dat中。
下面实例使用私钥文件Skey_RSA_priv.dat，对密文文件Enc_RSA.dat进行解密。

运行程序输入java Dec_RSA运行程序，得到如下结果：
其中显示了私钥中的参数以及解密的结果，其中整型的明文转换后显示出字符串“Hello World!”。

2.4 使用密钥协定创建共享密钥

运行程序:
建立两个目录A和B，模拟需要秘密通信的A、B双方，由于DH算法需要A和B各自生成DH公钥和私钥，因此在这两个目录下都拷贝编译后文件Key_DH。

2.5Java摘要算法- MD5

运行程序
输入java DigestCalc abc来运行程序，其中命令行参数abc是原始数据，屏幕输出计算后的消息摘要：900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72。

实验3 编写有理数/复数计算器

本人编写的是有理数计算器
代码及运行结果如下：

实验4 远程有理数计算器（具有加密解密功能（加分项））

服务器：

客户端：

实验5 远程复数计算器（具有加密解密功能（加分项））