基于文件过滤驱动的加密系统设计与实现

论文摘要

随着信息化时代的到来,电子文档逐渐取代了纸质文件,成为人们日常工作、学习中必不可少的数据存储方式,随之而来的问题便是如何保证这些电子文档资料的安全,防止它们被未授权的用户访问或传播。加密技术是一门随着计算机技术发展而快速发展的科学,它主要使命就是通过数据加密来保护重要的电子文档资料,保证电子数据的安全。Windows系统自从80年代被微软公司开发出来以后,经历了几十个版本的升级和改进,目前已经成为世界上使用范围最广的个人电脑操作系统。因此Windows系统的数据安全也被越来越多的人们重视,微软公司从Windows 2000操作系统开始就增加了针对NTFS文件分区的EFS加密功能,但由于EFS各方面的限制,EFS数据加密仍未被大多数用户接受。为了克服目前现有Windows文件加密系统的各种使用限制和不足,本文提出了一种全新的基于文件系统过滤驱动的文件加密产品SecFile的方案。在SecFile中采用了硬件与软件相结合的方法来提高SecFile的安全性与易用性。每个SecFile用户都拥有一个硬件令牌,里面保存有用户私钥与自己的个人信息,这样既可以简化用户在使用SecFile时的操作,也避免了把私钥存储在硬盘上易被窃取的危险。为了提高系统安全性,采用了加密权限控制与密钥令牌的撤销回收机制。对文件数据内容加密,采用对称加密算法以提高文件加密性能,而文件密钥又通过用户私钥加密来保证其安全性。SecFile中的每个加密文件和目录都有与之对应的一个加密信息文件存在。加密信息文件保存在特定的目录里,任何用户不能直接访问这些文件。加密信息文件中包含了用户的访问控制信息和与加密文件相关的一些控制信息。通过加密信息文件不但可以保证加密文件的完整性,还能方便地在多个加密用户之间实现加密文件的共享和访问权限控制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 计算机信息安全概述
• 1.2 加密技术在信息安全中的应用
• 1.3 应用背景和研究意义
• 1.4 研究内容介绍
• 1.5 章节安排
• 2 密码学基本知识
• 2.1 密码学概述
• 2.2 算法分类
• 2.2.1 对称加密算法
• 2.2.2 非对称加密算法
• 2.2.3 不可逆加密算法
• 2.3 密钥管理
• 2.4 本章小结
• 3 系统设计与实现
• 3.1 设计原则
• 3.2 总体设计
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 用户层
• 3.2.3 中间层
• 3.2.4 核心层
• 3.3 易用性设计
• 3.3.1 操作向导
• 3.3.2 与Windows 外壳结合紧密
• 3.3.3 加密文件管理
• 3.4 密钥管理方案
• 3.4.1 总体方案
• 3.4.2 密钥管理
• 3.4.3 安全性分析
• 3.5 CSP 设计
• 3.5.1 总体构架
• 3.5.2 接口说明
• 3.5.3 多种硬件支持
• 3.6 过滤加密驱动设计
• 3.6.1 过滤驱动介绍
• 3.6.2 过滤加密驱动实现
• 3.6.3 加密接口层设计
• 3.7 系统的特点与优势
• 3.8 本章小结
• 4 系统的调试与测试
• 4.1 驱动调试
• 4.1.1 Windbg
• 4.1.2 SoftICE
• 4.1.3 查看输出
• 4.2 系统测试与验证
• 4.2.1 功能测试和验证
• 4.2.2 加密性能测试
• 4.3 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 文章总结
• 5.2 前景展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文