计算机网络课设报告1

目 录

前言 ................................................................................................................................................................... 1 1.课题及开发平台简介 ................................................................................................................................... 1

1.1 课题介绍 ........................................................................................................................................... 1 1.2 开发平台简介 ................................................................................................................................... 1 1.3 编程语言简介（C#） ....................................................................................................................... 2 1.4主要设计功能 .................................................................................................................................... 3 2.数据库设计及基本实现原理 ....................................................................................................................... 4

2.1 数据库设计 ....................................................................................................................................... 4 2.2 基本实现原理 ................................................................................................................................... 4

2.2.1客户机/服务器模式 .............................................................................................................. 4 2.2.2不对称加密与对称加密相结合的应用 ................................................................................ 5 2.2.3 基于hash算法的数字签名 ................................................................................................. 6

3.服务端及客户端编程实现 ........................................................................................................................... 7

3.1服务端实现 ........................................................................................................................................ 7 3.2 客户端实现 ....................................................................................................................................... 7 4.网络安全编程实现 ....................................................................................................................................... 7

4.1 数据加密实现 ................................................................................................................................... 7 4.2 数字签名实现 ................................................................................................................................... 8 5.程序运行效果 ............................................................................................................................................... 8 6.总结 ............................................................................................................................................................... 8 参考文献 ........................................................................................................................................................... 9

前言

由于因特网的迅速流行，越来越多的应用程序具备了在网上与其它程序通信的能力。从WIN95开始微软把网络功能融进了它的操作系统，使得应用程序网络通信能力更为普及。因此，微软的TCP/IP协议也就成为网络应用程序基于的首选协议。

TCP/IP协议是当前广域网和局域网通用的网络协议，因此，基于TCP/IP的编程就格外重要。从应用上来说，现在直接利用C层次Socket API进行TCP/IP编程的人确实越来越少了，各种现成的框架（如ACE、Java、.NET FCL）和控件（如IP*Works）大大简化了TCP/IP编程的难度。但是，如果想要在这个领域达到融会贯通的地步，不打下坚实的基础是不可想象的。正如Richard Stevens在TCP/IP Illustrated中所说，在网络编程领域，开发者所遇到的实际问题中，大约有90%都与开发者对于TCP/IP的理解相关。高层的框架和控件总结了TCP/IP的主要使用模式，并且进行了抽象和封装，这固然非常好，但是想要真正掌握TCP/IP网络编程的真谛，还得靠自己一不一个脚印从基础的开始。诚然C#语言的抽象、封装给我们使用带来方便，但是我觉得弄清楚其底层实现是非常重要的！

随着信息化的进一步发展，网络隐私成为一个热点话题，而在于即时通讯领域，安全性能更是成为一个好的即时通讯软件的重要标志！本课程设计的重点就在与把数据加密以及数字签名应用到一个聊天工具中，实现对通讯信息的保护以及验证。

1.课题及开发平台简介

1.1 课题介绍

本课程是网络安全专业及相近专业开始的一门重要实践课程，主要要求学生掌握网络安全原理和技术在实践中的应用。本课程设计的目的是使学生在理论学上的基础上，动手编写程序、通过应用所学习的知识，来解决一些实际网络安全应用问题。在此基础上，我们决定把数据加密以及数字签名应用于即时通讯中，开发一个基于加密的即时通讯软件。

1.2 开发平台简介

.NET Framework 是微软的几个开发团队一起努力发展的成果，最主要用来产生一个可以用来快速开发、部署网站服务及应用程序的开发平台。作为微软公司继WindowsDNA以来的新的开发平

台。.Net Framework是以一种类似于Java系统的虚拟机方式运行和管理的编程平台，通过CLR为基础，支持多种语言（C#、VB.NET、C++、Python等）的开发。

C#是一种安全的、稳定的、简单的，由C和C++衍生出来的面向对象的编程语言。它在继承C和C++强大功能的同时去掉了一些它们的复杂特性（例如没有宏和模版，不允许

多重继承）。C#综合了VB简单的可视化操作和C++的高运行效率，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言。

在Visual Studio 2008的C++语言当中，MFC可以支持Vista的通用控件。Visual Studio 2008还支持智能感应，除此以外，对于AJAX引入了很多扩展控件，从而可以快速开发ASP.NET AJAX的应用。新的Vista SDK中包含大量的非托管API。UAC(用户访问控制)是Vista的一种访问控制机制，主要是防止病毒对系统的破坏。

使用Visual Studio 2008可以高效开发Windows应用。设计器中可以实时反映变更，XAML中智能感知功能可以提高开发效率。同时Visual Studio 2008支持项目模板、调试器和部署程序。使用Expression交互式设计器可以无缝集成设计人员与开发人员的工作流程。

LINQ是一种用来进行数据访问的编程模型，使得.NET语言可以直接支持数据查询。LINQ的目标是降低访问数据的复杂度。LINQ可以用统一的方法访问不同类型的数据，可以将数据作为对象使用，能够更好地与编程模型集成，可以在Visual Studio 中进行智能提示。

1.3 编程语言简介（C#）

1.面向对象的可视化编程方法：

用传统程序设计语言设计程序时，大都是通过编写程序代码来实现用户界面，在设计过程中看不到界面的实际显示效果，必须编译后运行程序才能观察，这很麻烦，大大影响了软件开发的效率。C#则是应用的面向对象的程序设计方法(OOP)，提供了可视化的设计方法，它把程序和数据封装起来作为一个对象，并为每个对象赋予应有的属性，使对象成为实在的东西。开发人员不必再为界面设计而编写大量程序代码，也不需要通过一遍遍编译来修改不满意之处了。只要按设计要求的屏幕布局，用系统提供的工具，在屏幕上画出各种“部件”，即图形对象，并设置这些图形对象的属性，就可以轻松完成任务了。C#会自动产生界面设计代码，程序设计人员不必再手工编写实现程序功能的那些烦人的代码，从而可以大大提高程序设计的效率。 2.结构化程序设计语言：

C#是在C/C++语言的基础上发展起来的，具有高级程序设计语言的语句结构，接近于自然语言和人类的逻辑思维方式。C#语句简单易懂，其编辑器支持彩色代码，可自动进行语法错误检查，同时具有功能强大且使用灵活的调试器和编译器。

C#是面向对象型语言，在输入代码的同时，解释系统将高级语言分解翻译成计算机可以识别的机器指令，并判断每个语句的语法错误。在设计C#程序的过程中，随时可以运行程序，而在整个程序设计好之后，可以编译生成可执行文件(.EXE)，脱离C#环境，直接在Windows环境下运行。 3.事件驱动编程机制：

C#通过事件来执行对象的操作。一个对象可能会产生多个事件，每个事件都可以通过一段程序来

响应。例如，命令按钮是一个对象，当用户单击该按钮时，将产生一个“单击”(CLICK)事件，而在产生该事件时将执行一段程序，用来实现指定的操作。

在用C#设计大型应用软件时，不必建立具有明显开始和结束的程序，而是编写若干个微小的子程序，即过程。这些过程分别面向不同的对象，由用户操作引发某个事件来驱动完成某种特定的功能，或者由事件驱动程序调用通用过程来执行指定的操作，这样可以方便编程人员，提高效率。 4.访问数据库功能：

C#具有强大的数据库管理功能，利用数据控件和数据库管理窗口，可以直接建立或处理Microsoft SQL Server 2005 Express格式的数据库，并提供了强大的数据存储和检索功能。同时，C#还能直接编辑和访问其他外部数据库，如：DATABASE，FoxPro，Paradox等，这些数据库格式都可以用C# 编辑和处理。

C#提供开放式数据连接，即ADO.NET功能，可通过直接访问或建立连接的方式使用并操作后台大型网络数据库，如SQL Server，Oracle等。在应用程序中，可以使用结构化查询语言SQL数据标准，直接访问服务器上的数据库，还提供了简单的面向对象的库操作指令和多用户数据库访问的加锁机制和网络数据库的SQL的编程技术，为单机上运行的数据库提供了SQL网络接口，可以在分布式环境中快速而有效地实现客户/服务器(client/server)方案。

5.动态数据交换(DDE)功能：

利用动态数据交换(Dynamic Data Exchange)技术，可以把一种应用程序中的数据动态地链接到另一种应用程序中，使两种完全不同的应用程序建立起一条动态数据链路。当原始数据变化时，可以自动更新链接的数据。C#提供了动态数据交换的编程技术，可以在应用程序中与其他Windows应用程序建立动态数据交换，在不同的应用程序之间进行通信。

6.对象的链接与嵌入(OLE)功能：

对象的链接与嵌入(OLE)将每个应用程序都看作是一个对象(object)，将不同的对象链接(link)起来，再嵌入(embed)某个应用程序中，从而可以得到具有声音、影像、图像、动画、文字等各种信息的集合式的文件。利用OLE技术，可以方便地建立复合式文档(compound document)，这种文档由来自多个不同应用程序的对象组成，文档中的每个对象都与原来的应用程序相联系，并可执行与原来应用程序完全相同的操作。Visual Basic就采用了OLE技术。

7.动态链接库(DLL)功能：

C# 是一种高级程序设计语言，不具备低级语言的功能，对访问机器硬件的操作不太容易实现。但它可以通过动态链接库技术将C/C++或汇编语言编写的程序加入到C# 应用程序中，可以像调用内部函数一样调用其他语言编写的函数。此外，通过动态链接库，还可以调用Windows应用程序接口(API)函数，实现SDK所具有的功能。

1.4主要设计功能

可以进行通信的身份验证，登陆时需要对密码进行加密； 采用公钥密码技术验证和签名；

采用公钥密码和对称密码相结合来进行消息加密，每一次会话产生一个对称加密的会话密钥，会话密钥用公钥建立；