基于虚拟磁盘的加密文件系统的研究与设计

论文摘要

随着信息技术和网络技术的飞速发展及其应用的普及,人们对信息系统的依赖性日益增强。安全文件系统是确保信息安全的前提,而加密技术是安全文件系统实现的关键。本文研究应用现代密码技术,基于虚拟磁盘机制,构建了一种安全的加密文件系统。首先,本文评论了安全文件系统的研究现状和面临的问题,并且分析了国内外主要安全文件系统的优点和不足。然后,本文简要介绍了现代密码学的基础知识,讨论了相关的加密机制和加密标准,讨论了其它相关安全技术的基本原理,包括现代主要对称密码体制、美国电气及电子工程师学会P1619安全存储标准,等等。接着,使用LibTomCrypt密码库和Visual C++集成开发环境,设计实现加密文件系统。并且,本文阐述了系统设计方案和主要功能模块,给出了部份相关函数接口和核心算法的源代码。最后,结合加密系统的实际应用,本文进行了主要加密算法的测试比较,并且得出了测试结论。随着安全意识的提高,各种安全技术也得到了前所未有的发展和应用。作为信息安全的核心技术,密码技术越来越受到人们的关注。密码技术的应用已不再局限于军事、政治和外交领域,其商用价值和社会价值也已得到了充分的肯定。因此,对文件系统的加密技术的进一步研究与发展有着重要的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 发展和问题
• 1.1.2 电子文档存储的安全威胁
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 电子文档安全保护
• 1.2.2 操作系统的安全性
• 1.2.3 安全文件系统
• 1.2.4 安全存储技术
• 1.3 课题的研究意义和主要内容
• 1.3.1 课题研究的意义
• 1.3.2 课题研究的主要内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 加密机制和基本原理
• 2.1 密码概述
• 2.1.1 对称密钥密码体制
• 2.1.2 公开密钥密码体制
• 2.1.3 对称密钥密码算法和公开密钥密码算法的比较
• 2.2 分组密码的链接模式
• 2.3 Hash函数
• 2.4 消息认证码算法
• 2.4.1 分组消息认证码
• 2.4.2 散列消息认证码
• 2.5 存储系统的加密机制和基本原理
• 2.5.1 加密文件
• 2.5.2 存储介质加密
• 2.5.3 文件系统的加密
• 第三章 相关加密算法和现代加密标准
• 3.1 DES和3DES
• 3.2 RC4
• 3.3 Twofish
• 3.4 AES
• 3.5 IEEE P1619加密标准
• 3.6 IEEE P1619.1加密标准
• 第四章 加密文件系统的设计方案与实现
• 4.1 加密文件系统的逻辑结构设计
• 4.1.1 Windows操作系统的文件系统工作机制分析
• 4.1.2 系统文件操作基本过程
• 4.1.3 虚拟磁盘加密文件系统设计思想和逻辑结构
• 4.1.4 系统设计总体框架和数据操作流程
• 4.2 密码库应用与接口函数设计
• 4.2.1 密码库LibTomCrypt应用
• 4.2.2 创建加密系统开发环境
• 4.2.3 LibTomCrypt接口函数设计
• 4.3 文件加密系统的编程实现
• 4.3.1 随机数的产生
• 4.3.2 会话密钥的产生和管理
• 4.3.3 系统加密算法
• 4.3.4 驱动程序的编程实现
• 4.4 操作流程设计与界面实现
• 4.4.1 管理程序函数调用关系
• 4.4.2 用户界面实现的基本功能
• 4.4.3 系统操作流程实例分析
• 第五章 系统测试、评价与应用
• 5.1 系统测试
• 5.2 系统评价
• 5.3 加密文件系统的应用
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果