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1、张启坤文档撰写人： 符豪文档撰写时间：2016年6月29日工作记录情况名称时间是否完成工作情况密钥协商聊天器06-25是查阅资料，程序测试06-27代码编写，调试1 实验目的与任务实验目的：1）两个或多个实体协商，共同建立会话密钥，任何一个参与者均对结果产生影响。2）会话密钥由每个协议参与者分别产生的参数通过一定的计算得出。3）锻炼编程能力，提高编程水平，积累编程经验。4）学会基本的算法思想在网络路由选择的实现。5）能够对局域网内通信的消息进行加密传输,防止他人窃取,还可以进行通信双方的身份认证,实行数字签名过程.实验任务：1） 编写图形界面程序，利用产生密钥算法实现，生成通信的彼此的会话密钥

2、；2） 规划程序界面，进行合理的布局；3） 书写算法代码，并对常规算法进行优化，提高算法的效率和稳定性；4）正确运行程序，上传程序代码，提交实验报告。2 实验环境与设备1）安装Windows操作系统的PC机一台2）Microsoft Visual Studio 20123）.net framework 框架4.0.4）office3 实验内容与步骤3.1实验内容与要求实验内容；用编程语言完成下列三个1） 局域网内相互通信2） 保证通信时的可靠性3） 进行密钥协商保证通话的信息安全实验要求： 采用适当的界面处理同处于局域网的所有客户端进行通信，展现通信的全过程，保证通信的可靠性以及准确性。3.2

3、 实现功能1）建立通信的安全连接，输入用户名和密码登录系统，然后对整个局域网内广播；2）显示本组通信的所有人员的信息情况，根据连接的先后时间顺序排序；3）显示本组的所任组员的通信情况，以及信息的展示功能；4）密钥协商功能，并对协商的密钥进行验证是否合法，之后再通信中使用；5）对于异常输入的做法，提出错误报告。3.3 测试用例用C#编程语言编写窗体程序，打开程序如图：客户端服务器点击“分发密钥”，将上图转换到程序中，如下图：让后进行密钥协商，和相互通信。3.4 问题分析密钥协商协议的生成方式：可分为证书型和无证书型。证书型是指在会话密钥的产生过程中，由一个可信的证书中心（CA）给参与密钥协商的各

4、方各分发一个证书，此证书中含有此方的公钥，ID及其他信息。证书型密钥协商协议的优点是提供认证，目前PKI（公钥密码体制）广泛部署，比较成熟，应用面广，且由PKG管理公私钥对有利于统一管理，缺点是计算代价大，需要一个可信的CA，同时证书还需要维护。无证书型是指各方在进行会话密钥的协商过程中不需要证书的参与，这是目前密钥协商协议的主流种类，优点是不需要CA的参与，减少了计算量，尤其是在低耗环境下应用的更多，同时安全性也不比证书型弱。几乎没有明显的缺点，只是设计一个安全的更加低耗的无证书密钥协商方案不是很容易。4 总结在此对这次试验进行总结如下：在试验的过程中，难点就在于对密钥协商的处理，以及节点与

5、节点之间和如何寻找节点之间的可靠通信节点。这就对数据结构和算法有一定的理解，尤其对通信的可靠性和稳定性，还要参考整个通信的全过程情况进行模拟。这也对编程语言有很高的要求。这次实验中主要运用密钥协商算法，尽管可以在网上获取有关该算法的源码，但是在整个编程过程中，还是出现不少的问题，例如；1. 密钥如何生成和分配的问题。2. 寻找路径算法的编写和代码的优化。3. 如何维持程序的稳定性和健壮性。4. 针对输入输出的错误操作，如何提出异常处理。5. 对整个程序的代码精减，增强扩展性。5 参考文献 网络通信 Thomas H.Cormen 机械工业出版社2013.01 数据结构与算法分析（C语言描述）

6、MarkAllenWeiss 机械工业出版社2004.01 C#4.0 严蔚敏编著 清华大学出版社,2002.05 大话C#网络 程杰 清华大学出版社,2011.06C#高级编程（第9版） Christian Nagel 清华大学出版社,2015.016 附录主要代码using System;using System.Collections.Generic;using System.ComponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Wind

7、ows.Forms;using System.Net;using System.Net.Sockets;using System.Threading;namespace GroupCommunication public partial class GroupForm : Form /生成随机数 private Random random; /组播地址 private IPAddress groupbroadcastIP = IPAddress.Parse（224.100.0.1）; /端口号 private int PORT = 8001; /UDP监听对象 private UdpClien

8、t UDPListener; /跨线程调用控件枚举定义 private enum ListBoxItemOperation Add, Remove ; /跨线程调用控件委托定义 private delegate void SetListBoxItemCallback（string item,ListBox listBox,ListBoxItemOperation operation）; private delegate void SetButtonEnableCallback（bool enable,Button button）; /定义委托对象 private SetListBoxItemC

9、allback listBoxItemCallback; private SetButtonEnableCallback buttonEnableCallback; /密钥因子存放字典key：username;value:element; private Dictionary keyElement = new Dictionary hashverifygroup=new Dictionary （）; public GroupForm（） InitializeComponent（）; this.skinEngine1.SkinFile = Application.StartupPath + Sk

10、insWave.ssk; /随机生成用户名 username_llbl.Text = string.Empty; random = new Random（）; username_llbl.Text = user + random.Next（1, 10000）.ToString（） + /username_llbl.Text = 符豪 /委托添加订阅 listBoxItemCallback = new SetListBoxItemCallback（SetListBoxItem）; buttonEnableCallback = new SetButtonEnableCallback（SetButt

11、onEnable）; / / 接收线程/summary private void ReceiveMessage（） UDPListener = new UdpClient（PORT）; /必须使用组播地址范围内的地址 UDPListener.JoinMulticastGroup（groupbroadcastIP）; UDPListener.Ttl = 50; IPEndPoint remote = null; while （true） try /关闭UDPListener时此句会产生异常 byte bytes = UDPListener.Receive（ref remote）;/接收数据 st

12、ring receivestring = Encoding.UTF8.GetString（bytes, 0, bytes.Length）; string splitString = receivestring.Split（, switch （splitString0） case Login: /进入群组会议室 SetListBoxItem（ string.Format（0进入!, splitString1）, message_lbx, ListBoxItemOperation.Add）; string userListString = List, + splitString1; for （in

13、t i = 0; i private void SendToMuliCastForUser（string message） UdpClient SENDUdpClient = new UdpClient（）; /允许发送和接收广播数据报 SENDUdpClient.EnableBroadcast = true; IPEndPoint iep = new IPEndPoint（groupbroadcastIP, PORT）; /将发送内容转换为字节数组 byte bytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes（message）; /向子网发送信息 SENDU

14、dpClient.Send（bytes, bytes.Length, iep）; catch （Exception err） MessageBox.Show（err.Message, 发送失败 finally SENDUdpClient.Close（）; / 存储密钥因子usernameelement private void AddKeyElement（string username,int element） if （keyElement.Count = 4） return; if （!keyElement.ContainsKey（username） keyElement.Add（usern

15、ame, element）; keyElement.Add（username+00, element）; private string GetKey（） int keyelement = new int2; int i = 0; foreach （int value in keyElement.Values） keyelementi = value; i+; int temp; for （int j = 0; j 3; j+） for （int k = 0; k keyelementk + 1） /交换数 temp = keyelementk; keyelementk = keyelement

16、k + 1; keyelementk + 1 = temp; return keyelement0.ToString（） + keyelement1.ToString（）; / 验证hash后的密钥returns/returns private bool VerifyKeyHsah（） string keyhash=DESData.Key_DES.GetHashCode（）.ToString（）; foreach （string value in hashverifygroup.Values） if （keyhash != value） return false; return true; /

17、 跨线程调用的方法itemlistBoxoperation private void SetListBoxItem（string item, ListBox listBox, ListBoxItemOperation operation） if （listBox.InvokeRequired = true） this.Invoke（listBoxItemCallback, item, listBox, operation）; /添加 if （operation = ListBoxItemOperation.Add） if （listBox = userlist_lbx） if （listBox

18、.Items.Contains（item） = false） listBox.Items.Add（item）; listBox.SelectedIndex = listBox.Items.Count - 1; listBox.ClearSelected（）; else if （operation = ListBoxItemOperation.Remove） /移除 listBox.Items.Remove（item）; / 跨线程调用按钮属性enablebutton private void SetButtonEnable（bool enable,Button button） if （butt

19、on.InvokeRequired） button.Invoke（buttonEnableCallback,enable,button）; button.Enabled = enable; private void login_btn_Click（object sender, EventArgs e） Cursor.Current = Cursors.WaitCursor; Thread myThread = new Thread（new ThreadStart（ReceiveMessage）; myThread.Start（）; /等待接收线程准备完毕 Thread.Sleep（1000）;

20、Login,+username_llbl.Text）; SetButtonEnable（false,login_btn）; SetButtonEnable（true, exit_btn）; SetButtonEnable（true, sendkey_btn）; private void sendkey_btn_Click（object sender, EventArgs e） int element = random.Next（1000,9999）;KeyElement, + username_llbl.Text+element.ToString（）; SetButtonEnable（false, sendkey_btn）; private void agreekey_btn_Click（object sender, EventArgs e） DESData.Key_DES = GetKey（）;已生成密钥! SetButtonEnable（true, keyverify_btn）; catch 密钥生成失败! private void keyverify_btn_Click（object sender, EventArgs e）KeyVerify,+username_llbl.Text+