实验3报告

学号 20182329 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》实验3报告

• 课程：《程序设计与数据结构》
• 班级： 1823
• 姓名： 李一卓
• 学号：20182329
• 实验教师：王志强
• 实验日期：2019年9月30日
• 必修/选修： 必修

1.实验内容

• 首先学习Java Socket的编程，后面实验45都要用到，来传递数据。
• 学习凯撒密码的使用方法
• 学习Java密码的DES算法和RSA算法还有HD算法
• 编写简单计算器（有理数计算器）。
• 使用试验1里面的方法和实验三代码，编写客户端，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。

2. 实验过程及结果

• 先进行Java Socket的编程，copy老师的代码，可以自己改变服务端和客户端的输出字符，最重要的是吧IP地址改到结对伙伴的地址上，连接同一个网络。运行如下：

• 学习凯撒密码的编译，凯撒密码的密钥是3，算法是将普通字母表中的字母用密钥对应的字母替换。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），如图：

• 再然后学习DES算法，首先要生成密钥，分为几部： 获取密钥生成器， 初始化密钥生成器，生成密钥，通过对象序列化方式将密钥保存在文件中。如图：

• 生成密钥后，生成Java中所有的密钥类都有一个getEncoded( )方法，通过它可以从密钥对象中获取主要编码格式，其返回值是字节数组。如图：

• 设置完方法后，首先要从文件中获取已经生成的密钥，然后考虑如何使用密钥进行加密。这涉及到各种算法。Java中已经提供了常用的加密算法，我们执行Java中Cipher类的各个方法就可以完成加密过程。如图：

然后就是使用密钥加密了，如图：

• 然后我们要学习RSA算法的加密方法，和DES类似，要生成公钥，和私钥，在执行加密和解密。如图：
  

• 学习使用密钥协定创建共享密钥，首先创建DH公钥和私钥，在创建共享密钥，如图：

• 学习使用Java计算指定字符串的消息摘要。如图：

• 自己编写有理数计算器。
• 结对伙伴编程实现客户端，我实现服务器端。
  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，收到结果后输出结果。

• 和复数计算器一样
  客户端通过键盘输入一个复数计算的公式,并把该公式以字符串的形式发送给伙伴服务器，服务器端根据字符串计算出结果,并把结果返回给客户端，收到结果后输出结果。
  

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

• 问题1：在使用使用密钥协定创建共享密钥时，发现创建的公钥私钥无法使用，运行如下图：

• 问题1解决方法：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。而我则是直接在同一个目录下运行两个程序。所以首先由A创建自己的公钥和私钥，然后由B创建自己的公钥和私钥，最后发布公钥，A将Apub.dat拷贝到B目录，B将Bpub.dat拷贝到A的目录。

• 问题2：在编写凯撒密码的4函数时，发现运行不了，我将明文和加密方法直接输入时不能加载，如图：

• 问题2解决方法：密钥的解密加密是在Exit的方法栏里找到Progiamarguments里面进行输入的。

其他（感悟、思考等）

在学习中，理解了客户端和服务端的之间的联系，在学习使用java密钥的方法时，必须将密钥和文件的编写分为两个方面，密钥的编写完成后的功能，决定了后面明文的健米方式，而且不同的算法会有你不同的加密解密方式，网络数据传递的是我们将来java实用化的第一步。

参考资料

• 《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》

• 《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导

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