C语言课程设计

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臭刃却
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课程编号 :B080209020 信息安全工程实践 2 -- 网络程序设计实践报告学号 20155362 姓名薛旗班级软信 -1503 指导教师王学毅程序实践名称程序实践内容信息安全工程实践

1 课程编号 :B 信息安全工程实践 2 -- 网络程序设计实践报告学号姓名薛旗班级软信指导教师王学毅程序实践名称程序实践内容信息安全工程实践 2- 网络程序设计网络程序设计开设学期第二学期开设时间第 17 周第 19 周报告日期 2017 年 7 月 7 日评定成绩评定人签字评定日期东北大学软件学院

2 实验 1 基于 Socket 的时间服务器一程序实践概述 1 题目名称: 基于 Socket 的时间服务器 2 时间进度: 开发环境: Linux Deepin 15.4 二问题分析 1 功能说明: 客户端向服务端发起连接, 服务端给客户端返回时间 2 解决方案 : 将程序分为两个模块, 一个模块负责通信, 一个模块负责获取服务器时间三方案设计 1 模块结构 : 调用函数说明 1 int main(void) 主函数, 负责通信 2 void getnowtime(char *) 获取服务器时间 3 void log_fun(file *,char *,char*) 日志 2 数据结构 : #define SERV_PORT 8080 // 侦听端口地址 #define SERV_HOST " " 3 总体流程 : 开始 4 关键算法 : 服务器获取系统时间启动服务器 / 客户端停止 void getnowtime(char *nowtime) memset(nowtime, 0, sizeof(nowtime)); char acyear[5] = 0 ; char acmonth[5] = 0 ; char acday[5] = 0 ; 服务器获取系统时间客户端打印时间信息服务器发送系统时间信息到客户端客户端接收时间信息

char achour[5] = 0 ; char acmin[5] = 0 ; char acsec[5] = 0 ; time(&now); timenow = localtime(&now); strftime(acyear, sizeof(acyear), "%Y", timenow); strftime(acmonth, sizeof(acmonth), "%m", timenow);

3 char achour[5] = 0 ; char acmin[5] = 0 ; char acsec[5] = 0 ; time(&now); timenow = localtime(&now); strftime(acyear, sizeof(acyear), "%Y", timenow); strftime(acmonth, sizeof(acmonth), "%m", timenow); strftime(acday, sizeof(acday), "%d", timenow); strftime(achour, sizeof(achour), "%H", timenow); strftime(acmin, sizeof(acmin), "%M", timenow); strftime(acsec, sizeof(acsec), "%S", timenow); strncat(nowtime, acyear, 4); strcat(nowtime, "-"); strncat(nowtime, acmonth, 2); strcat(nowtime, "-"); strncat(nowtime, acday, 2); strcat(nowtime, " "); strncat(nowtime, achour, 2); strcat(nowtime, ":"); strncat(nowtime, acmin, 2); strcat(nowtime, ":"); strncat(nowtime, acsec, 2); strcat(nowtime, "\t\t"); return; 四调试记录 1. 启动服务器 2. 启动客户端, 成功接收时间信息并打印 3. 服务器提示信息 1

4 五创新说明增加服务端日志记录 2

5 实验 2 基于 Socket 的远程文件备份服务器一程序实践概述 1 题目名称: Socket 远程文件备份服务器 2 时间进度: 开发环境: Linux Deepin 15.4 二问题分析 1 功能说明 : a) 客户端指定一个文件并将文件名发送给服务端, 通过 socket 将文件发送给服务端 b) 服务端创建相应的文件, 并将服务端发送过来的文件保存 2 解决方案 : a) 客户端与服务器建立连接 b) 客户端把需要发送的文件名发送给服务端 c) 服务端根据文件名创建相应的可写文件 d) 客户端将文件通过套接字发送给服务器 e) 服务器保存文件三方案设计 1 模块结构 : 调用函数说明 1 int main(void) 主函数, 负责通信 2 void get_time(char *) 获取当前时间字符串 3 void log_fun(file *,char *,char*) 日志 2 数据结构 : #define SERV_PORT 8080 #define SERV_HOST " " 3 总体流程 : 客户端发送文件名服务器创建相应文开始建立连接到客户端件停止服务器保存文件客户端发送文件 4 关键算法: 服务端 : // 从客户端接收数据到 buf 中 // 每接收一段数据, 便将其写入文件, 循环直到文件接收完为止 bzero(buf, BUFSIZ);

6 len = 0; while ((len = recv(cfd, buf, sizeof(buf), 0)) > 0) if (fwrite(buf, sizeof(char), len, fp) < len) fprintf(stderr, "ERROR: Write to file failed!\n\n"); sprintf(temp, "ERROR: Write to file failed!\n"); log_fun(log_fp, time_log, temp); exit(1); bzero(buf, sizeof(buf)); 客户端 : // 发送数据到服务器 // 每读取一段数据, 便将其发送给服务器, 直到文件读完为止 bzero(buf, BUFSIZ); len = 0; while ((len = fread(buf, sizeof(char), sizeof(buf), fp)) > 0) if (send(cfd, buf, len, 0) < 0) printf("error: Send file: %s failed!\n", file_name); exit(1); bzero(buf, BUFSIZ); 5 界面设计 : 默认界面四调试记录 1. 确定发送文件 : 客户端发送 project.zip 文件到服务端 1

7 2. 启动服务器和客户端, 客户端输入将要发送的文件 3. 服务器提示信息 4. 文件已接收五创新说明 (1) 错误校验并提示 2

8 (2) 服务端日志记录 3

9 实验 3 基于 DES 加密的 TCP 聊天程序 / 基于 RSA 算法自动分配密钥的加密聊天程序一程序实践概述 1 题目名称 : (1) 基于 DES 加密的 TCP 聊天程序 (2) 基于 RSA 算法自动分配密钥的加密聊天程序 2 时间进度 : 开发环境 : Linux Deepin 15.4 二问题分析 1 功能说明 : 实现加密聊天 2 解决方案 : (1) 将套接字设置为非阻塞状态 (2) 分组加密数据填充预处理 (3) 非对称加密公私密钥管理三方案设计 1 模块结构 : (1)DES (2)RSA 调用函数说明 1 int main(void) 主函数, 负责通信 2 void log_fun(file*,char*, char*) 日志 3 void get_time(char *) 获取当前系统时间 4 void my_decryption(unsigned char *, unsigned char *) 5 void my_encryption(unsigned char *, unsigned char *) 调用函数解密加密说明 1 int main(void) 主函数, 负责通信 2 int private_decrypt(unsigned 使用私钥对数据进行解密 char *, int, unsigned char *) 3 int public_encrypt(unsigned char *, int, unsigned char *) 4 RSA * creatersa(unsigned char *key, int public) 5 RSA * creatersawithfile(char *, int public) 使用公钥对数据进行加密通过密钥字符串生成 RSA* 通过密钥文件生成 RSA* 2 数据结构 :

10 #define SERV_PORT 8080 #define SERV_HOST " " typedef struct encry int len; unsigned char encrypted[4098]; trans; // 填充方式 int padding = RSA_PKCS1_PADDING; //RSA_NO_PADDING char *pubkey = "public.pem"; char *prikey = "private.pem"; 3 总体流程: (1)DES (2)RSA 开始停止开始发送信息到服务器启动服务器 / 客户端, 建立连接打印原信息启动服务器 / 客户端并建立连接输入发送信息并使用接收到的公钥对信息进行加密服务器 / 客户端输入发送信息客户端 / 服务器对接收的信息进行解密服务器生成 RSA 密钥客户端接收公钥服务器 / 客户端对信息进行加密传输客户端 / 服务器接收信息服务器从生成的密钥中提取公钥和私钥服务器发送公钥到客户端服务器接收信息服务器对接收到的信息进行解密打印解密结果停止 4 关键算法 : (1)DES 加密函数 : void my_encryption(unsigned char *data, unsigned char *encryption) 1

11 // 定义 openssl 的密钥实体 DES_cblock key; // 定义轮密钥结构 DES_key_schedule key_schedule; // 根据指定字符串生成密钥 DES_string_to_key(keystring, &key); // 生成密钥轮结构 DES_set_key_unchecked(&key, &key_schedule); unsigned char *src; unsigned char *test; // 对原始明文进行处理 // 判断是否需要填充 int data_len = strlen(data); //printf("data_len:%d\n", data_len); int data_rest = data_len % 8; int len; //printf("data_rest:%d\n", data_rest); if (data_rest!= 0) else len = data_len + (8 - data_rest); len = data_len; //printf("len:%d\n", len); unsigned char tmp[8]; unsigned char in[8]; int count, i; // 计数变量 ; src = (unsigned char *)malloc(len); test = (unsigned char *)malloc(len); //printf("%d\n", len); if (src == NULL) 2

12 fprintf(stderr, "malloc failed\n"); exit(1); else // 填充初始明文 if (data_rest!= 0) memset(src, 0, len); memcpy(src, data, data_len); memset(src + data_len, 0, 8 - data_rest); else memset(src, 0, len); memcpy(src, data, data_len); // 根据明文长度, 进行分组加密 count = len / 8; for (i = 0; i < count; i++) DES_ENCRYPT); memset(tmp, 0, 8); memset(in, 0, 8); memcpy(tmp, src + (8 * i), 8); // 加密 DES_ecb_encrypt((const_DES_cblock*)tmp, (DES_cblock*)in, &key_schedule, memcpy(test + (8 * i), in, 8); memcpy(encryption, test, len); 解密函数 : void my_decryption(unsigned char *encryption, unsigned char *dst) DES_cblock key; DES_key_schedule key_schedule; 3

13 DES_string_to_key(keystring, &key); DES_set_key_unchecked(&key, &key_schedule); int len; len = strlen(encryption); unsigned char tmp[8]; unsigned char in[8]; int count, i; // 计数变量 unsigned char *test = NULL; test = (unsigned char *)malloc(len); if (test == NULL) fprintf(stderr, "malloc fail\n"); exit(1); else // 分组解密 memset(test, 0, len); count = len / 8; for (i = 0; i < count; i++) DES_DECRYPT); memset(tmp, 0, 8); memset(in, 0, 8); memcpy(tmp, encryption + (8 * i), 8); DES_ecb_encrypt((const_DES_cblock*)tmp, (DES_cblock*)in, &key_schedule, memcpy(test + (8 * i), in, 8); memcpy(dst, test, len); (2)RSA 通过密钥文件生成 RSA* RSA * creatersawithfile(char *filename, int public) FILE *fp = fopen(filename, "rb"); 4

14 if (fp == NULL) perror("open key file Error"); return NULL; RSA *rsa = NULL; if (public) rsa = PEM_read_RSA_PUBKEY(fp, &rsa, NULL, NULL); else rsa = PEM_read_RSAPrivateKey(fp, &rsa, NULL, NULL); return rsa; 通过密钥字符串生成 RSA* RSA * creatersa(unsigned char *key, int public) // 密钥实体 RSA *rsa = NULL; // 大数串 BIO *keybio; keybio = BIO_new_mem_buf(key, -1); if (keybio == NULL) printf("failed to create key BIO"); return 0; if (public) rsa = PEM_read_bio_RSA_PUBKEY(keybio, &rsa, NULL, NULL); else rsa = PEM_read_bio_RSAPrivateKey(keybio, &rsa, NULL, NULL); 5

15 if (rsa == NULL) printf("failed to create RSA"); return rsa; 5 界面设计: 默认界面四调试记录 1.DES 通信示例 (1) 启动服务器 / 客户端, 客户端向服务器发送 Hello! (2) 服务器接收到信息并打印 (3) 服务器向客户端发送 Nice to meet you! (4) 客户端接收信息并打印 6

16 加密 / 解密细节 2.RSA: 客户端向服务端发送加密后的信息, 服务端接受加密信息并解密, 打印输出 7

17 五创新说明 1. 日志记录 2. 显示登陆时间和通信时间 3. 实现消息互传 4. 实现加密传输 8

18 实验 4 基于 Libpcap 的网络嗅探程序一程序实践概述 1 题目名称: 基于 Libpcap 的网络嗅探程序 2 时间进度: 开发环境: Linux Deepin 15.4 二问题分析 1 功能说明: (1) 实现 icmp,udp,tcp 包的判断 (2) 打印出源地址 : 端口目的地址 : 端口 (3) 实现过滤指定包, 如 icmp 2 解决方案 : (1) 网络设备查找 (2) 打开网络设备 (3) 获取网络参数 (4) 编译过滤策略 (5) 设置过滤器 (6) 利用回调函数捕获数据包 (7) 关闭网络设备三方案设计 1 模块结构 : 调用函数说明 1 void main() 主函数, 选择菜单 2 void display() 打印界面及系统时间 3 pcap_t* pcap_socket(char *, const 初始化 char *) 4 void capture_loop(pcap_t *, int, 获取数据链路类型并设置首部长度 pcap_handler) 5 void showipinfor(u_char *, struct 打印 IP 地址信息 pcap_pkthdr *) 6 void showpacketinfor(struct ip*, 打印获取到的数据包信息 u_char *, char *, char*, char *) 7 void get_packet(u_char *, struct 抓包 pcap_pkthdr *, u_char *) 8 void output() 输出提示信息 2 数据结构 : pcap_t* p; pcap_t* pcap_socket(char*, const char*); 9

19 3 总体流程 : 开始选择菜单 : 选择要过滤的指定包初始化设备编译过滤策略, 设置过滤器停止 4 关键算法 : 获取数据包关闭网络设备打印数据包信息 void get_packet(u_char *arg, struct pcap_pkthdr *pkthdr, u_char *packet) int i; struct ip* iphdr; char iphdrinfo[256]; char srcip[256]; char dstip[256]; // 跳过头部长度, 抓取 IP 数据包 packet += linklen; iphdr = (struct ip*)packet; strcpy(srcip, inet_ntoa(iphdr->ip_src)); strcpy(dstip, inet_ntoa(iphdr->ip_dst)); sprintf(iphdrinfo, "ID:%d TOS:0x%x TTL:%d IpLen:%d DgLen:%d", ntohs(iphdr->ip_id), iphdr->ip_tos, iphdr->ip_ttl, 4 * iphdr->ip_hl, ntohs(iphdr->ip_len)); packet += 4 * iphdr->ip_hl; showipinfor(arg, pkthdr); for (i = 0; i < pkthdr->len; ++i) printf(" %02x", packet[i]); if ((i + 1) % 16 == 0) printf("\n"); 利用回掉函数捕获数据包 printf("\n\n"); setbuf(stdin, NULL); 10

20 showpacketinfor(iphdr, packet, srcip, dstip, iphdrinfo); 5 界面设计 : 四调试记录 ( 见下页 ) 11

21 1. 抓取 TCP 包 12

22 2. 抓取 UDP 包 3. 抓取 ICMP 包 (1) 打印设备信息, 等待抓取 ICMP 包 (2) 使用 ping 命令 (3) 打印抓取的 ICMP 包信息 13

23 4. 抓取所有类型的包 14

24 5. 输出提示信息五创新说明 1. 可自主选择需要抓取的指定包 2. 可打印通信双方的 IP 地址信息 3. 可获取通信双方的子网掩码 15

25 考核标准得分 (1) 正确理解和掌握实验所涉及的概念和原理 (20%); (2) 按实验要求合理设计数据结构和程序结构 (20%); (3) 运行结果正确 (20%); (4) 认真记录实验数据, 原理及实验结果分析准确 (20%); (5) 实验过程中, 具有严谨的学习态度和认真踏实一丝不苟的科学作风 (10%); (7) 实验报告规范 (10%) 合计 16

课程编号 :B Linux 程序设计实验报告姓名薛旗学号班级软信指导教师王学毅实验名称多进程编程开设学期第一学期开设时间第 18 周第 19 周报告日期 201

课程编号 :B Linux 程序设计实验报告姓名薛旗学号班级软信指导教师王学毅实验名称多进程编程开设学期第一学期开设时间第 18 周第 19 周报告日期 201 课程编号 :B080203060 Linux 程序设计实验报告姓名薛旗学号 2 0 1 5 5 3 6 2 班级软信 - 1 5 0 3 指导教师王学毅实验名称多进程编程开设学期 2017-2018 第一学期开设时间第 18 周第 19 周报告日期 2018 年 1 月 8 日评定成绩评定人王学毅评定日期 2018 年 1 月 12 日东北大学软件学院一实验目的实验一多进程编程