實驗內容及步驟

任務一：兩人一組結對編程：

參考http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6766748.html#SECDSA

結對實現中綴表達式轉后綴表達式的功能 MyBC.java

結對實現從上面功能中獲取的表達式中實現后綴表達式求值的功能,調用MyDC.java

上傳測試代碼運行結果截圖和碼云鏈接

實現中綴表達式轉后綴表達式

import java.util.Stack; import java.util.StringTokenizer;public class MyBC {/** constant for addition symbol */private final char ADD = '+';/** constant for subtraction symbol */private final char SUBTRACT = '-';/** constant for multiplication symbol */private final char MULTIPLY = '*';/** constant for division symbol */private final char DIVIDE = '/';/** the stack */Stack<Integer> stack=new Stack<Integer>();;String expression;public void setExpression(String str) {expression=str;}public String changedWay() {String changedExpression = "";Stack signStack = new Stack();// 操作符棧for (int i = 0; i < expression.length(); i++) {char c = expression.charAt(i);if (c >= '0' && c <= '9') {changedExpression=changedExpression+c;}else if (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/') {changedExpression=changedExpression+" ";//分隔數字if (signStack.empty()) {signStack.push(c);}else if (judgeValue(c) >= judgeValue((Character) signStack.peek())) {//優先級高于或等于，運算符號均進棧 signStack.push(c);}else {changedExpression=changedExpression+(char)signStack.pop();signStack.push(c);}}else if (c=='(') {signStack.push(c);}else if (c==')') {while((char)signStack.peek()!='(') {changedExpression=changedExpression+" "+signStack.pop();}signStack.pop();}}while(!signStack.empty()){changedExpression=changedExpression+" "+String.valueOf(signStack.pop());}return changedExpression;}private static int judgeValue(char c) {int value = 0;switch (c) {case '(':value = 1;break;case '+':case '-':value = 2;break;case '*':case '/':value = 3;break;case ')':value = 4;default:value = 0;}return value;}public int evaluate (String expr){//后綴表達式的運算方法int op1, op2, result = 0;String token;StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer (expr);//使用StringTokenizer類分解String對象的字符序列，默認為空格符...//此時tokenizer為一個分析器while (tokenizer.hasMoreTokens()) {token = tokenizer.nextToken();if (isOperator(token)){op2 = (stack.pop()).intValue();//出棧op1 = (stack.pop()).intValue();//出棧result = evalSingleOp (token.charAt(0), op1, op2);//String對象第一個字符轉換為char類型的方法為：str.charAt(0)stack.push (new Integer(result));//進棧 }else {stack.push(new Integer(Integer.parseInt(token)));//進棧 }}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 MULTIPLY:result = op1 * op2;break;case DIVIDE:result = op1 / op2;}return result;} }

• 實現截圖為：

任務二：兩人一組結對編程：

參考http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6766748.html#SECDSA

結對實現中綴表達式轉后綴表達式的功能 MyBC.java

結對實現從上面功能中獲取的表達式中實現后綴表達式求值的功能,調用MyDC.java

上傳測試代碼運行結果截圖和碼云鏈接

• 獲取本機IP地址：DESKTOP-HN1B8O2/172.30.2.248

netAddress address_3=InetAddress.getLocalHost(); System.out.println(address_3.toString());

• 結對伙伴的IP為：172.30.4.50 所選端口為：1111
• 負責客服端的構建，實現代碼為：
• 選用AES加密算法

import java.io.DataInputStream; import java.io.DataOutputStream; import java.net.Socket; import java.util.*;public class Client_2Socket {public static void main(String[] args) {Socket Client_2Socket;DataInputStream Client_2in=null;DataOutputStream Client_2out=null;String expr,str;Scanner scanner=new Scanner(System.in);System.out.println("請輸入表達式：");str=scanner.nextLine();MyBC mybc=new MyBC();mybc.setExpression(str);expr=mybc.changedWay();try {Client_2Socket=new Socket("172.30.2.248",5353);Client_2in=new DataInputStream(Client_2Socket.getInputStream());Client_2out=new DataOutputStream(Client_2Socket.getOutputStream());Client_2out.writeUTF(expr);String s=Client_2in.readUTF();System.out.println("服務器回復：\n"+s);}catch (Exception e) {System.out.println("服務器已斷開"+e);}} }

• 結對伙伴負責的服務器端代碼為：

import java.io.*; import java.net.*; import java.util.*;public class Server_2 {public static void main(String[] args) {ServerSocket Server_2forClient_2=null;Socket SocketOnServer_2=null;DataOutputStream Server_2out=null;DataInputStream Server_2in=null;try {Server_2forClient_2=new ServerSocket(5353);}catch (IOException e1) {System.out.println(e1);//e1.printStackTrace(); }try {System.out.println("等待客戶端呼叫……");SocketOnServer_2=Server_2forClient_2.accept();Server_2out=new DataOutputStream(SocketOnServer_2.getOutputStream());Server_2in=new DataInputStream(SocketOnServer_2.getInputStream());String expr=Server_2in.readUTF();System.out.println("服務器接收到表達式："+expr);int result;MyBC mybc=new MyBC();result=mybc.evaluate(expr);Server_2out.writeUTF("后綴表達式:"+expr+"，運算結果為："+result);Thread.sleep(500);}catch (Exception e2) {System.out.println("客戶端已斷開"+e2);}} }

• 實驗截圖

任務三：加密結對編程：1人負責客戶端，一人負責服務器

注意責任歸宿，要會通過測試證明自己沒有問題

基于Java Socket實現客戶端/服務器功能，傳輸方式用TCP

客戶端讓用戶輸入中綴表達式，然后把中綴表達式調用MyBC.java的功能轉化為后綴表達式，把后綴表達式用3DES或AES算法加密后通過網絡把密文發送給服務器

服務器接收到后綴表達式表達式后，進行解密（和客戶端協商密鑰，可以用數組保存），然后調用MyDC.java的功能計算后綴表達式的值，把結果發送給客戶端

客戶端顯示服務器發送過來的結果

上傳測試結果截圖和碼云鏈接

• 思路：密文通過TCP傳輸，而AES密鑰通過機密通道傳輸。
• 負責客服端的構建，代碼為：

import java.io.DataInputStream; import java.io.DataOutputStream; import java.net.Socket; import java.util.*;public class Client_3 {public static void main(String[] args) {Socket Client_2Socket;DataInputStream Client_2in=null;DataOutputStream Client_2out=null;String expr=null;String str=null;String Ciphertext=null;Scanner scanner=new Scanner(System.in);System.out.println("請輸入表達式：");str=scanner.nextLine();MyBC mybc=new MyBC();mybc.setExpression(str);expr=mybc.changedWay();try {AES.produceAESKey();//生成AES密鑰byte[]cc= AES.EncryptionAES(expr);//需要傳輸的密文，數組形式傳輸。Ciphertext = Base64.getEncoder().encodeToString(cc);//將加密后的密文由byte[]轉換為String類型} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}try {Client_2Socket=new Socket("172.30.2.248",5300);Client_2in=new DataInputStream(Client_2Socket.getInputStream());Client_2out=new DataOutputStream(Client_2Socket.getOutputStream());Client_2out.writeUTF(Ciphertext);String s=Client_2in.readUTF();System.out.println("服務器回復：\n"+s);}catch (Exception e) {System.out.println("服務器已斷開"+e);}} }

• 結對伙伴負責構建服務器，代碼為：

import sun.security.krb5.internal.crypto.Aes128;import java.io.*; import java.net.*; import java.util.*;public class Server_3 {public static void main(String[] args) {ServerSocket Server_2forClient_2=null;Socket SocketOnServer_2=null;DataOutputStream Server_2out=null;DataInputStream Server_2in=null;try {Server_2forClient_2=new ServerSocket(5300);}catch (IOException e1) {System.out.println(e1);}try {System.out.println("等待客戶端呼叫……");SocketOnServer_2=Server_2forClient_2.accept();Server_2out=new DataOutputStream(SocketOnServer_2.getOutputStream());Server_2in=new DataInputStream(SocketOnServer_2.getInputStream());String Ciphertext=Server_2in.readUTF();//密文byte[] data= Base64.getDecoder().decode(Ciphertext);String expr= AES.DecryptionAES(data);System.out.println("服務器接收到表達式："+expr);int result;MyBC mybc=new MyBC();result=mybc.evaluate(expr);Server_2out.writeUTF("后綴表達式:"+expr+"，運算結果為："+result);Thread.sleep(500);}catch (Exception e2) {System.out.println("客戶端已斷開"+e2);}} }

• 實驗截圖

任務四：密鑰分發結對編程：1人負責客戶端，一人負責服務器

注意責任歸宿，要會通過測試證明自己沒有問題

基于Java Socket實現客戶端/服務器功能，傳輸方式用TCP

客戶端讓用戶輸入中綴表達式，然后把中綴表達式調用MyBC.java的功能轉化為后綴表達式，把后綴表達式用3DES或AES算法加密通過網絡把密文發送給服務器

客戶端和服務器用DH算法進行3DES或AES算法的密鑰交換

服務器接收到后綴表達式表達式后，進行解密，然后調用MyDC.java的功能計算后綴表達式的值，把結果發送給客戶端

客戶端顯示服務器發送過來的結果

上傳測試結果截圖和碼云鏈接

DH算法相關鏈接：

• DH算法原理

• 密鑰交換算法DH（Java實現)

• 密鑰交換實現過程：
• 由消息發送的一方構建密鑰，這里由甲方構建密鑰。
• 由構建密鑰的一方向對方公布其公鑰，這里由甲方向乙方發布公鑰。
• 由消息接收的一方通過對方公鑰構建自身密鑰，這里由乙方使用甲方公鑰構建乙方密鑰。
• 由消息接收的一方向對方公布其公鑰，這里由乙方向甲方公布公鑰。

• 使用密鑰協定創建共享密鑰截圖：

• 使用創建的共享密鑰就可以對AES的密鑰進行加解密。因為生成的共享密鑰為DESede密鑰類型，則使用DESede加解密模式，密鑰為共享密鑰其余不變。即將共享密鑰保存于文件Key_DESede_DH.dat中即可。

• 實現關鍵代碼：

SecretKeySpec k=new SecretKeySpec(sb,"DESede");FileOutputStream f=new FileOutputStream("A_Key_DESede_DH.dat");//指定產生密鑰輸出流文件ObjectOutputStream b=new ObjectOutputStream(f);//將對象序列化，以流的方式進行處理b.writeObject(k);//通過以對象序列化方式將密鑰保存在文件中

任務五：完整性校驗結對編程：1人負責客戶端，一人負責服務器

注意責任歸宿，要會通過測試證明自己沒有問題

基于Java Socket實現客戶端/服務器功能，傳輸方式用TCP

客戶端讓用戶輸入中綴表達式，然后把中綴表達式調用MyBC.java的功能轉化為后綴表達式，把后綴表達式用3DES或AES算法加密通過網絡把密文和明文的MD5値發送給服務器

客戶端和服務器用DH算法進行3DES或AES算法的密鑰交換

服務器接收到后綴表達式表達式后，進行解密，解密后計算明文的MD5值，和客戶端傳來的MD5進行比較，一致則調用MyDC.java的功能計算后綴表達式的值，把結果發送給客戶端

客戶端顯示服務器發送過來的結果

上傳測試結果截圖和碼云鏈接

• 實驗截圖：

遇到問題及解決方案

• 問題1：無法進行測試

• 問題1解決方案：測試前應填入數據，再進行測試
• 問題2：出現java.net.SocketException: Connection reset,客戶端輸出文件出錯

• 問題2解決方案：該異常在客戶端和服務器端均有可能發生，引起該異常的原因有兩個，第一個就是如果一端的Socket被關閉（或主動關閉或者因為異常退出而引起的關閉），另一端仍發送數據，發送的第一個數據包引發該異常(Connect reset by peer)。另一個是一端退出，但退出時并未關閉該連接，另一端如果在從連接中讀數據則拋出該異常（Connection reset）。簡單的說就是在連接斷開后的讀和寫操作引起的。 在讀取信息時不應該關閉客戶端。

PSP

步驟	耗時（h）	百分比
設計	2	20%
代碼實現	5	50%
測試	2	20%
分析總結	1	10%

實驗小結

本次實驗過程中出現了很多問題，反反復復折騰了幾天，不過在不斷地從書中網上查詢解決問題的過程中，收獲頗豐。其實不管是學習生活還是今后工作，有時候需要適當地逼一下自己，可能在某一方面投入90%精力但仍不見希望時，我們需要做的可能就是再努力10%。這應該是本學期最后一次實驗了，雖然Java實驗真的磨人，不過不論從知識的提升還是耐力的磨練，總算是有所收獲，還是挺感謝婁老師。希望自己以后也能屏住最后一口氣，撐住往前走。

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轉載于:https://www.cnblogs.com/axyaxy/p/10946422.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的2018-2019-2 20175224 实验五《网络编程与安全》实验报告的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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