基于XML的信息安全技术研究与应用

论文摘要

计算机和网络技术的发展使人类逐渐步入了信息化社会,信息安全问题与人们生产生活的联系越来越紧密。密码学与数字签名技术已成为信息安全技术的主要应用之一。网络发展所带来的最迫切要求就是互联互通问题,由于接入网络的计算机在软件、硬件、编码规范上并没有统一的标准,这给互操作性、通信、数据库共享、系统移植、应用扩展等带来了一系列问题。XML可扩展标记语言的产生,给这个问题带来了很好的解决方案,XML本身在表示数据方面所具有的自解释能力强、语义明确等特点使其逐渐成为网络的标准语言。随着XML语言的广泛应用,针对XML的安全技术应运而生。全球互联网联合会(World Wide Web Consortium,简称W3C)于2000年前后推出了两个XML安全标准——XML签名标准和XML加密标准。本文首先比较了传统数字签名、加密与XML签名、加密的不同之处,并给出了XML签名、XML加密的特点和优势。在此基础上对XML签名、XML加密进行了深入研究,特别分析了XML的核心签名过程,并针对该过程的特点提出了“XML签名验证压缩模板”的概念,此概念为基于XML的多重签名文件的压缩提供了有效方法。随着数字签名在现实生活中应用的不断广泛,多重签名问题逐渐成为研究的热点。本文通过对多重签名的研究,在结合XML特点的基础上,提出了一种在不改变现有公钥体制及现有单人签名算法的情况下,解决复杂多重签名问题的思路:努力从结构构造的方法上解决多重签名问题。在此思路的指导下提出了两种改进的多重签名方案——“改进的基于XML的有序多重签名方案”、“改进的基于XML的带有签名者意见的广播多重签名方案”,并且应用“XML签名验证压缩模板”,对签名文件进行了很好的压缩。最后本文对这两种改进方案进行了安全性、效率及优缺点的分析。本文的多重签名方案,对于成熟签名系统的改造升级以及扩展是一个良好的思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 课题研究背景
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.4 论文的结构
• 第二章 信息安全技术分析及一种改进数字签名方案的提出
• 2.1 加密技术
• 2.1.1 对称加密
• 2.1.2 非对称加密
• 2.1.3 数字信封
• 2.2 数字签名技术
• 2.2.1 数字签名的思想
• 2.2.2 数字签名及验证步骤
• 2.2.3 RSA 签名方案
• 2.2.4 多重签名概述
• 2.3 改进的一种基于FAPKC 的数字签名方案
• 2.3.1 有限自动机理论介绍
• 2.3.2 FAPKC 简介
• 2.3.3 将基于FAPKC4 的数字签名应用于其它公开密钥体制
• 本章小结
• 第三章 基于XML 的安全技术
• 3.1 XML 安全技术综述
• 3.2 XML 签名（XML SIGNATURE）技术
• 3.2.1 XML 数字签名的分类[26]
• 3.2.2 XML 签名的结构[26]
• 3.2.3 核心生成与核心验证
• 3.2.4 一些重要属性的应用
• 3.3 XML 加密（XML ENCRYPTION）技术
• 3.3.1 XML 加密的结构[27]
• 3.3.2 XML 加密和XML 签名的联合应用
• 3.4 XML 签名、加密优点
• 3.4.1 URI 属性的引入
• 3.4.2 对签名、加密结果良好的封装性和自解释性
• 3.4.3 良好的可扩展性
• 3.4.4 XML 签名将更大的决策权交给应用
• 本章小结
• 第四章 基于XML 文档的多重签名模型设计
• 4.1 两种通用的基于XML 的多重签名模型
• 4.1.1 并列式多重签名模型
• 4.1.2 内嵌式多重签名模型
• 4.1.3 通用多重签名模型分析
• 4.2 基于XML 文档特点的多重签名思路
• 4.2.1 引子：一种基于XML 文档分解的多重签名方案
• 4.2.2 将XML 安全应用于多重签名的思考
• 4.2.3 XML 签名验证压缩模板的提出
• 本章小结
• 第五章 两种改进的多重签名方案
• 5.1 改进的基于XML 的有序多重签名方案
• 5.1.1 模型的构建
• 5.1.2 各签名步骤模型及验证
• 5.2 改进的基于XML 的带有签名者意见的广播多重签名方案
• 5.2.1 模型的构建
• 5.2.2 各签名步骤模型及验证
• 5.3 两个改进的多重签名方案的效率及安全性分析
• 5.3.1 改进方案的安全性分析
• 5.3.2 改进方案的效率分析
• 5.4 两个改进的多重签名方案的优缺点分析
• 5.4.1 改进方案的不足
• 5.4.2 改进方案的优势
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢