课程：《Python程序设计》
班级： 2122
姓名： 刘恒谦
学号：20212217
实验教师：王志强
实验日期：2022年4月23日
必修/选修： 公选课
服务器
import socket as sk
def decipher(D:int, N:int, data:bytes)->int:
for i in data:
yield pow(i,D)%N
s = sk.socket(sk.AF_INET, sk.SOCK_STREAM)
s.bind(("", 5050))
s.listen(2)
conn,addr = s.accept()
data = conn.recv(1024)
f = open("C:\\Users\\Huawei\\Desktop\\write.txt", "a", encoding="utf-8")
info=bytes(decipher(77,259,data)).decode("utf-8")
f.write(info)
f.close()
print("已接收", info)
s.close()
客户端
import socket as sk
def encrypt(E: int, N: int, string: str) -> int:
for i in string.encode("utf-8"):
yield pow(i, E) % N
HOST = "127.0.0.1"
这个是电脑自己的IP，和别人的电脑交流时要改成别人的IP
PORT = 5050
这个要和服务器的端口号一致
s = sk.socket(sk.AF_INET, sk.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))
读取文件
f = open("C:\\Users\\Huawei\\Desktop\\read.txt", "r", encoding="utf-8")
msg = f.read()
f.close()
发送密文
s.sendall(bytes(encrypt(101, 259, msg)))
data = s.recv(1024)
print("已写入", msg)
s.close()
1.实验内容
利用socket进行网络通信，并在客户端读取文件，加密传输至服务端，服务端解密并保存。
2. 实验过程及结果
结合知乎上的资料，基本写出了socket制作服务器和客户端的代码。
服务器的代码如下（初级代码，只能在终端你说一句，我说一句）</p>
<pre><code>import socket
HOST = '' #主机
PORT = 5050 #端口
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
s.bind((HOST, PORT))
#bind(address), 传输层为AF_INET时address是（主机host，端口port）格式
s.listen(2)
conn, addr = s.accept()
#conn新的套接字对象，用于接收发送数据，
# addr客户端地址为元组(hostname, port)
with conn: #while里面只能有recieve和send
print('Connected by', addr)
while True: #server先接收再发送
data = conn.recv(1024)
print(f"{addr}说：{data.decode()}")
server_msg=input("请输入你想回复的内容,输入exit则退出:\n")
conn.sendall(server_msg.encode())
if server_msg=="exit":
break
</code></pre>
<p>
作为服务器，首先要能够一直等待来响应用户的请求，因此有了listen方法，它接受监听的最大用户数量，在Python中最多设置5个。如果监听到，那么它就会返回客户对象conn，以及它的IP地址。这个IP地址我们目前还用不着。而用户conn却有很大的用处，在这里我们设置一个监听用户的循环，直到服务器发出exit命令我们才退出。
客户端的代码如下（初级代码，只能在终端你说一句，我说一句）</p>
<pre><code>client.py
import socket
HOST = 'localhost'
HOST = '192.168.10.191'
PORT = 5050
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
s.connect((HOST, PORT))
while True: #while里面只能有send和recieve
msg=input("请输入你想传达的信息，传入exit则退出\n")
if msg=="exit":
break
client先发送消息再接收
s.sendall(msg.encode())
data = s.recv(1024)
print(f"他说 {data.decode()}")
</code></pre>
<p>
客户端和服务器类似，只不过不用listen。其他部分都是大同小异的。
3. 实验过程中遇到的问题和解决过程
上网查资料，了解到现代加密算法基本包括RSA，Hash，等算法，其中可解密的加密称双向加密。利用这个关键词，我又去网上查阅了大量资料，决定采用RSA加密算法。它赫赫有名，广为流行，使用较多，算法简单，解密困难。
- 基本思路如下：
不同数据
可以用同样的字符排列组合来代表 加密和解密只需要改变这个字符 - RSA解密算法
N为字符总量，如果有一个D
(密文**D)%N=明文。
(D,N)称为私钥 - 加密算法
如果还有个E
(明文**E)%N=密文
(E,N)称为公钥 - D和E的制作
选取2个质数：p=3; q=11
质数相乘：N=p*q=33
计算欧拉函数 T=(p-1)(q-1)=20
选取公钥 1st.E是质数；2nd.1
在Python2中，字符以字节的形式在程序里运行。但在Python3之后，字符的编码变复杂了，出现了不同于于Python2的字符串，复杂的字符和简单的字符用着同一套字节却有着不同的编码规则。
Python3中，在字符的””前加b(表示binary二进制)即可表示字节串。
bytes_string=b'\xe4\xba\x94\xe4\xb8\x80\xe5\x8a\xb3\xe5\x8a\xa8\xe8\x8a\x82\xe5\xbf\xab\xe4\xb9\x90'
在网络传输过程中，为了保证字符能够被正确解读，要求发送方和接受方都必须知道传输过程中字符的编码。如果简单的字符和复杂的字符有不同的规则，那么传输的每一个字都必须标注它的编码格式，极大地占用了传输资源。因此，整个文件要有统一的编码标准，传输过程中要将字符串还原成字节串。
- 那么，怎么将str变成bytes呢，很简单，调用encode编码方法即可。
输出如下
字符的数字化不仅使其能在计算机中方便传输，同时也为加密和解密提供了新思路。
本代码中，读取的是明文，写入的是明文。但是发送、传输、接受都用的是密文。我们可以将字符数字化，之后再将其加密，解密。
- 那么怎么将数字变回字符呢？
用decode（解码）方法即可
- 用一张图来表示string和bytes的关系。
图片来源于CSDN，原文链接https://blog.csdn.net/beyondlee2011/article/details/86159151
其他（感悟、思考等）
密码是门大学问，学习密码要有深厚的数学基础。当然落实到计算机上，代码功底也必不可少。
参考资料
Original: https://www.cnblogs.com/cyber-explorer/p/socket-test.html
Author: 谦寻大川
Title: 20212217刘恒谦 实验三《Python程序设计》实验报告
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