实验六密钥交换算法.doc

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1、《信息安全基础实验指导》实验指导书实验六密钥交换算法实验名称：密钥交换算法实验类型:设计性实验学　　时：2适用对象:信息安全一、实验目的学习Diffle-Hellman密钥交换算法，在密钥交换算法的基础上，掌握密钥交换算法的编程方法，加深对对称密码交换体制的了解，为深入学习密码学奠定基础。二、实验要求1.利用套接字编程编写包含客户端和服务器的程序，要求两者能够进行数据交换。Socket接口规范可以适用多种通讯协议，主要是TCP/IP。TCP/IP是计算机互联最常适用的网络通讯协议，TCP/IP的核心部分由网络操作系统的内核实

2、现，应用程序通过编程接口来访问TCP/IP，应用程序通讯的方式有图3-1所示。应用程序1应用程序2网络编程接口，如Socket网络通讯服务接口，如TCP/IP操作系统，如Unix或者Windows物理通讯介质图3-1：应用程序通信方式2.客户端和服务器进行密钥交换，并分别计算最终生成的密钥，看两者的密钥是否一致。三、实验原理1.套接字编程原理，详见附录2.密钥交换原理迪菲－赫尔曼通过公共信道交换一个信息，就可以建立一个可以用于在公共信道上安全通信的共享秘密（sharedsecret）。以下解释它的过程（包括算法的数学部分）：

3、更详细的算法描述见：Wiki四、实验所需仪器、设备、材料（试剂）运行Windows或Linux操作系统的PC机，具有gcc（Linux）、java、VC（Windows）等C或java语言编译环境。五、实验预习要求、实验条件、方法及步骤（1）根据实验原理部分对DES算法随机读写的要求，画出流程关系图，考虑各种可能，并实现。六、由于实验代码相对较多，可以两个同学一组，分工完成实验。附录：套接字编程的资料基于C的面向连接的Socket编程模型TCP协议是面向连接协议，它提供了一系列的数据纠错功能，可以保证在网络上传输的数据及时、

4、无误的传给接收方。因此面向连接协议的Socket编程模型应用最为广泛，基于连接协议的服务是设计客户端/服务器应用程序时的标准。编程模型如图3-4所示。模型中，服务器端的处理：（1）使用socket系统调用，生成一个TCP协议模块与应用程序之间进行通信的套接字；使用bind系统调用指定端口号；（2）使用bind系统调用指定端口号；（3）使用listen系统调用，指定连接接收队列的长度，并等待来自客户端的连接请求。前三步完成了启动服务器程序的工作。一旦listen监听到有客户端的连接，就调用accept接收连接。希望与服务器通信

5、的进程称为客户，客户所运行的计算机环境称为客户端，有时两个概念混用。客户端的处理：（1）使用socket系统调用，打开TCP协议模块与应用程序之间的通信线路；（2）使用connect系统调用，指定IP地址和端口号，和服务器相应的服务应用程序建立TCP协议的连接请求；客户端和服务器程序在建立连接后，使用send和recv调用完成数据的发送和接收工作。等待数据传送结束后，各自调用close关闭套接字。使用TCP协议的Socket通信程序包括服务程序和客户程序。服务器端客户端socketbindlistensocketconnec

6、tacceptrecvsendrecvclosesendclose阻塞自己等待客户连接建立连接请求数据应答数据图3-4：基于C的面向连接的socket编程模型基于C的Socket编程相关函数和数据类型1.sockadd和sockaddr_in结构：①sockaddr结构structsockaddr{unsignedshortsa_family;/*地址族，AF_xxx有IPV4与IPV6等*/charsa_data[14];/*14字节的协议地址*/};sa_family一般为AF_INET，表示Internet协议族，如是

7、AF_UNIX表示UNIX协议簇；sa_data中包含该socket的IP地址和端口号。②in_add结构，用来存储四字节的IP地址structin_addr{unsignedlongs_addr;};③sockaddr_in结构structsockaddr_in{shortintsin_family;/*地址族*/unsignedshortintsin_port;/*端口号*/structin_addsin_addr;/*IP地址*/unsignedcharsin_zero[8];/*填充0以保持与structsockad

8、dr同样大小*/}；该结构中sin_zero使得sockaddr和sockaddr_in指针类型相互转换；sin_port和sin_addr必须是网络字节顺序，因为它们被封装在包的IP和UDP层，而sin_family不发送到网络上可以是本机字节顺序。相关函数1．socket()函数该函数