网络安全传输技术的研究

论文摘要

随着网络化、信息化程度的逐步提高，网络信息安全被更多的学者所重视，国家的PKI信息化建设也正在进行。但是，由于PKI和CA证书固有的缺陷，大范围和大规模部署公钥基础设施和应用CA证书变得非常困难。从网络发展规模看，PKI体制难以满足未来的社会需求。 本篇文章立足于公钥架构，首先介绍密码学的相关知识和概念，阐述PKI和CA证书的原理和特点，并对CA证书的典型应用——SSL协议进行介绍。然后详细分析X.509证书存在的问题，指出证书认证的复杂性及其原因。在此基础上，剖析基于X.509的PKI体系的几个缺陷，并提出解决思路和对策。 本文用基于标识的加密技术来解决PKI和CA所带来的问题。利用标识认证代替证书的使用，实现和证书认证相同的效果。作者首先研究标识加密技术IBE，分析椭圆曲线密码的实现原理、性能以及效率。最后设计一个安全电子邮件传输系统，利用组合公钥算法生成用户公／私钥，实现密钥的规模化；利用椭圆曲线密码实现加／解密算法和签名算法，提高系统的安全性和效率。 本文所设计实现的系统，采用组合公钥算法和椭圆曲线密码相结合的方式，具备身份验证、数据保密、数据完整性、安全传输和数字签名的功能，具有良好的运行效率和可靠性。系统提供一个可借鉴的网络安全传输模型，对各种大型专用网和应用系统的安全性考虑具有参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 网络安全技术概述
• 1.1.1 网络安全的本质
• 1.1.2 网络信息安全的主要威胁
• 1.1.3 提高网络安全性的基本措施
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作和安排
• 1.3.1 本文的研究工作
• 1.3.2 论文的结构
• 第二章 公钥架构和公钥基础设施
• 2.1 密码学有关概念
• 2.1.1 对称密钥加密技术
• 2.1.2 公钥加密技术
• 2.1.3 数字签名
• 2.1.4 数字信封
• 2.2 公钥基础设施 PKI和数字证书认证中心 CA
• 2.2.1 PKI的概念
• 2.2.2 数字证书认证中心（CA）简介
• 2.2.3 常见的PKI信任模型及其特点
• 2.3 安全套接层协议 SSL及其应用
• 2.3.1 SSL协议简介
• 2.3.2 SSL协议的主要内容
• 2.3.3 SSL的应用
• 2.4 小结
• 第三章 PKI和 CA证书的缺陷分析
• 3.1 X.509证书存在的问题
• 3.2 基于X.509证书的PKI体系的几个缺陷
• 3.2.1 信任关系的建立，缺少足够的依据
• 3.2.2 PKI过分地依赖动态在线式访问
• 3.2.3 政府难以宏观掌控
• 3.2.4 建设和维护费用高
• 3.2.5 缺乏弹性和兼容性，技术仍不完善
• 3.3 解决思路和对策
• 第四章 基于身份（标识）的加密技术
• 4.1 基于身份的加密系统（IBE）的提出
• 4.2 IBE相关理论和数学模型
• 4.2.1 双线性配对与相关假设
• 4.2.2 椭圆曲线密码体制
• 4.2.3 典型的椭圆曲线公钥密码协议
• 4.2.4 椭圆曲线密码体制的安全性和性能分析
• 4.2.5 IBE系统的流程与结构
• 4.3 对 IBE系统的评价
• 第五章 组合公钥算法CPK的研究
• 5.1 密钥的规模化问题
• 5.2 种子公钥算法SPK的思想
• 5.2.1 RSA多重公钥 LPK
• 5.2.2 离散对数组合公钥CPK
• 5.3 对组合公钥技术的分析和结论
• 5.3.1 安全性分析
• 5.3.2 应用领域
• 5.3.3 CPK与 PKI、IBE的比较分析
• 第六章 基于 CPK的安全邮件系统的设计
• 6.1 安全电子邮件系统的设计目标
• 6.2 安全邮件系统的设计与实现
• 6.2.1 用户密钥申请过程
• 6.2.2 密钥生成算法的实现
• 6.2.3 密钥管理
• 6.2.4 电子邮件的安全传输流程
• 6.3 对系统的分析和评价
• 6.3.1 安全邮件系统的特点
• 6.3.2 系统性能分析
• 结束语
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间已发表和录用的论文
• 致谢