畢業(yè)設計（論文）基于DES加密的可視化聊天程序

1、提供全套畢業(yè)論文圖紙，歡迎咨詢基于des加密的可視化聊天程序設計與實現(xiàn) 班級：網(wǎng)絡123 學號：201200824314 姓名：趙恒 指導老師：孫飛顯摘要本論文所設計的局域網(wǎng)聊天程序?qū)⒉捎密浖こ虒W的設計流程，其所涉及專業(yè)技術(shù)主要包含socket網(wǎng)絡編程，windows mfc 程序設計技術(shù)，des加密/解密機制。本程序?qū)⒁詖c 6.0作為程序開發(fā)工具。此聊天程序?qū)⒉捎胏/s模式即客戶端/服務器模式?？蛻舳撕头掌?、之間采用udp協(xié)議進行通信?？蛻舳诵枋謩虞斎敕掌鞯刂?。關鍵詞：局域網(wǎng)聊天：socket(套接字)；des加密/解密機制；客戶端/服務器模式；mfc(微軟基礎類)；udp(用戶數(shù)據(jù)

2、報協(xié)議)。 一、選題背景4二、設計目標5三、需求分析53.1可行性分析53.2系統(tǒng)總體需求分析63.3開發(fā)運行環(huán)境6四、設計原理74.1c/s軟件架構(gòu)技術(shù)74.2visualc+中的mfc74.3加解密原理9五、設計步驟115.1體系結(jié)構(gòu)設計115.2功能能模塊設計115.3界面設計與編碼實現(xiàn)135.3.1服務器界面設計135.3.2客戶端界面設計145.3.3des加密/解密函數(shù)145.3.4服務器中消息加密與解密15六、測試結(jié)果16七、參考文獻17 一、選題背景隨著it技術(shù)飛速發(fā)展，人們的日常生活越來越離不開互聯(lián)網(wǎng)。各種基于網(wǎng)絡的應用技術(shù)在人們的政治、經(jīng)濟、生活等的各個方面都發(fā)揮著重要的作

3、用。各種實時性的聊天娛樂軟件也應運而生，而且為我們的即時通訊帶來了眾多的方便。例如qq，msn，飛信，微信等基于internet的即時聊天工具。這些工具通過網(wǎng)絡這個新興的媒介進行信息交流相比其他傳統(tǒng)媒介具有數(shù)據(jù)量大，實時性強，操作簡單，成本低廉等優(yōu)點。不僅如此即時聊工具還具備許多傳統(tǒng)媒介不具備的強大功能，它們能傳送文字、聲音、影像和文檔，而且能更加人性化的顯示聯(lián)絡人的名單和通信狀態(tài)。因而它們在現(xiàn)實生活中受到了用戶廣泛的歡迎，這是我們有目共睹的。目前基于internet的即時聊天工具已經(jīng)做的非常完美，然而基于局域網(wǎng)的即時加密聊天工具卻不如人意。因此，我們也需要一個實用性強和安全性高的基于局域網(wǎng)的

4、即時聊天工具。當學習了網(wǎng)絡安全程序設計這門課程之后，我們發(fā)現(xiàn)要設計和實現(xiàn)一個簡單的加密可視化聊天程序并不困難。首先，我們已經(jīng)學習了密碼學原理與應用，對des加密/解密機制已經(jīng)比較熟悉。其次，我們也已經(jīng)學習過windows程序設計（mfc語言），熟悉mfc語言，做一個可視化的程序很容易。最后，我們從網(wǎng)絡安全程序設計這門課也學習到了設計一個軟件的具體步驟和方法。二、設計目標我認為本設計需要滿足以下幾個系統(tǒng)設計目標：(1)實用性原則：對于用戶有實際的工作服務，按照需求的輕重緩急，合理設計本系統(tǒng)。 (2)可靠性原則： 必須為用戶提供安全的服務， 首先是要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，其次要保證數(shù)據(jù)的安全性。(

5、3)友好性原則：使用本系統(tǒng)的用戶相當一部分對計算機知識了解很少，所以系統(tǒng)操作上要求簡單方便，系統(tǒng)使用過程中必須要有友好的的提示信息，這樣才便于用戶在短時間內(nèi)熟悉本系統(tǒng)。(4)可擴展性原則：采用開放的標準和接口，便于系統(tǒng)向更大的規(guī)模和功能擴展，本系統(tǒng)有較好的擴展特性。三、需求分析3.1可行性分析1）技術(shù)可行性：本系統(tǒng)以 vc6.0為開發(fā)環(huán)境，再結(jié)合網(wǎng)絡通信中的udp協(xié)議和 socket 編程及des加密/解密技術(shù)。從技術(shù)可行性角度考慮技術(shù)完成成熟，因此本系統(tǒng)設計與實現(xiàn)是可行的。2）經(jīng)濟可行性：本系統(tǒng)開發(fā)成本極低，無須額外的人力資源、物力資源和財力資源。而且，本系統(tǒng)的經(jīng)濟效益會遠大于開發(fā)成本，從經(jīng)

6、濟可行性角度考慮是可行的。3）操作可行性：系統(tǒng)硬件為 pc 機，操作系統(tǒng)為windowsxp/windows7/windows8 ， 而且編程環(huán)境 visual c+為專業(yè)程序員使用工具，比較易于使用，可行。3.2系統(tǒng)總體需求分析根據(jù)用戶的需求，本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能類似于用戶之間的聊天。在設計系統(tǒng)時，系統(tǒng)布局應該簡潔、流暢，在編制程序時應充分考慮這一點。同時，還應要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定、快捷、安全，給用戶真正的簡潔、高效、流暢、安全使用環(huán)境。用戶使用過程，首先打開本軟件，客戶端要輸入服務器ip地址。然后，服務器與客戶端建立連接進行通信。3.3開發(fā)運行環(huán)境開發(fā)此系統(tǒng)所需的基本軟、硬件環(huán)境為：(1).w

7、indowsxp 或 windows7或windows8; (2).pentium100 及以上檔次的 pc 及其兼容機; (3).128m 以上內(nèi)存措施; (4).1g 以上可用硬盤空間; (5).vga 顯示器; 以上的配置均要求為在同一局域網(wǎng)內(nèi)的兩臺或兩臺以上。四、設計原理4.1c/s軟件架構(gòu)技術(shù)c/s（client/server）結(jié)構(gòu)，即大家熟知的客戶機/服務器結(jié)構(gòu)。它是軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，通過它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務合理分配到 client 端和 server 端來實現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊開銷。目前大多數(shù)應用軟件 系統(tǒng)都是 client/server 形式的兩層結(jié)構(gòu)，由于

8、現(xiàn)在的軟件應用系統(tǒng)正在向分布式的 web應用發(fā)展， web和 client/server 應用都可以進行同樣的業(yè)務處理，應用不同的模塊共享邏輯組件；因此，內(nèi)部的和外部的用戶都可以訪問新的和現(xiàn)有的應用系統(tǒng)，通過現(xiàn)有應用系統(tǒng)中的邏輯可以擴展出新的應用系統(tǒng)。這也就是目前 應用系統(tǒng)的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的 cs 體系結(jié)構(gòu)雖然采用的是開放模式，但這只是系統(tǒng)開發(fā)一級的開放性， 在特定的應用中無論是 client 端還是 server 端都還需要特定的軟件 支持。由于沒能提供用戶真正期望的開放環(huán)境，c/s 結(jié)構(gòu)的軟件需要針對不同的 操作系 統(tǒng)系統(tǒng)開發(fā)不同版本的軟件，加之產(chǎn)品的更新?lián)Q代十分快，已經(jīng)很難適 應百臺電腦

9、以上局域網(wǎng)用戶同時使用。4.2visualc+中的mfcvisual c+是一個功能強大的可視化應用程序開發(fā)工具，用于 windows 環(huán)境下 32 位的應用程序的開發(fā)，是計算機界公認的最優(yōu)秀的應用開發(fā)工具之一。在提 供可視化的編程方式的同時，visual c+也適用于編寫直接對系統(tǒng)底層操作的程 序，生成代碼的質(zhì)量也優(yōu)于其它的開發(fā)工具。在 visual c+環(huán)境下，利用 microsoft 的基本類庫 mfc(microsoft foundation class library),可以使用完全的面向?qū)ο蟮姆椒▉磉M行 windows 95/98/nt 應用程序的開發(fā)，使得 windows 程序員

10、從大量的復雜勞動中解救出來，體會到真正的程序語言的強大功能和良好 的靈活性。 visual c+編程是一個面向?qū)ο蟮某绦蛟O計方法。同傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化程序設計方法 相比，它縮短軟件的研制時間，提高軟件的開發(fā)效率，使程序員可以更好地理解 和管理龐大而復雜的程序。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O計吸取了結(jié)構(gòu)化程序設計的精華，它利用了人們根據(jù)對事物分 類和抽象的傾向，引入了類和對象的概念，具有封裝性（數(shù)據(jù)抽象）、繼承和多態(tài)的特點。與結(jié)構(gòu)化程序設計不同的是，面向?qū)ο蟪绦蛟O計是用類抽象代表現(xiàn)實 的實體， 用類之間的繼承關系表示程序設計的抽象過程。 函數(shù)只是對數(shù)據(jù)的操作， 沒有數(shù)據(jù)的概念，而類是數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)操作的集合，由于面向

11、對象的程序設計方法非常近現(xiàn)實，所以越來越流行。visual c+中集成了大量的最新技術(shù)，如 activex、com 等技術(shù)，程序開發(fā)人員 可以緊緊地把握住軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展的方向，開發(fā)出功能強大的應用程序。 visual c+還提供了豐富的技術(shù)資源，msdn(microsoft develop network)提供 了強大的聯(lián)機幫助支持，同時還可以通過訪microsoft 的網(wǎng)上站點來獲得最新 的技術(shù)文檔。 （1） socket 及 window socket api 簡介 套接字（socket）是一種雙向的通信接口，可以通過這個端口與任何一個具 有 socket 端口的計算機通信，套接字是網(wǎng)絡

12、通信的基礎。socket 在 windows 以 句柄的形式被創(chuàng)建。使用 socket 進行網(wǎng)絡通信必須包含下面的幾種信息：雙方 認可的協(xié)議，本地主機的 ip 地址，本地進程的協(xié)議端口，對方主機的 ip 地址， 對方進程的協(xié)議端口。 socket 可分為： 1 數(shù)據(jù)報套接字 （datagram sockets） 對于在 tcp/ip 上實現(xiàn)的 winsock，數(shù)據(jù)報套接字使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（udp） 。數(shù)據(jù)報套接字提 供了一種不可靠的、非連接的數(shù)據(jù)包通信方式。 2 流式套接字（stream sockets） 流式套接字使用傳輸控制協(xié)議（tcp） 。流式套接字可以將數(shù)據(jù)按 順序無重復地發(fā)送到目的

13、地， 它提供的是一種可靠的、 面向連接的數(shù)據(jù)傳輸方式。 不管是對單個的數(shù)據(jù)報， 還是對數(shù)據(jù)包， 流式套接字都提供了一種流式數(shù)據(jù)傳輸。 4.3加解密原理des將明文分成64比特大小的眾多數(shù)據(jù)塊，即分組長度為64位，同時用56位密鑰對64位明文信息加密，最終形成64位密文。如果明文長度不足64位，則將其擴展為64位（例如補零等方法）。具體加密算法過程首先是將輸入的數(shù)據(jù)進行初始換位（ip），將明文m中數(shù)據(jù)的排列順序按一定的規(guī)則重新排列，生成新的數(shù)據(jù)序列，以打亂原來的次序。然后將交換后的數(shù)據(jù)平分成左右兩部分，左邊記為l0，右邊記為r0，然后對r0施行在子密鑰（由加秘密鑰產(chǎn)生）控制下的變換f，結(jié)果記為f

14、(r0,k1,),再與l0做逐位異或運算，其結(jié)果記為r1，r0則坐下一輪的l1。如此循環(huán)16輪，最后得到l16、r16，再對l16、r16施行逆運算初始置換ip-1，即可得到加密數(shù)據(jù)。解密過程與此類似，不同之處在于子密鑰的使用順序正好相反。子秘鑰產(chǎn)生流程五、設計步驟5.1體系結(jié)構(gòu)設計一般的通信工具，都采用客戶端/服務器體系結(jié)構(gòu)，本程序也不例外?？蛻舳?服務器結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)是這樣的：它包含客戶端和服務器端；客戶端訪問和處理服務器上的數(shù)據(jù)，服務器接收和處理客戶端的數(shù)據(jù)請求。這種模式的好處就是可以將一個系統(tǒng)分為兩個獨立的部分進行開發(fā)設計，便于軟件開發(fā)。而且也把一個軟件的功能交給兩個部分去完成，則更加有效的利用了系統(tǒng)資源。5.2功能能模塊設計由于本系統(tǒng)采用c/s模式，所以對功能模塊進行劃分時，就需要分服務器和客戶端兩部分進行。服務器有信息輸入模塊、信息接收模塊和通信對象模塊。客戶端也有信息輸入模塊、信息接收模塊和通信對象模塊。具體模塊如下圖：聊天系統(tǒng) 客戶端服務器信