面向安全网关的Linux实时性改进及数据加密模块的设计与实现

论文摘要

在研究安全网关技术的基础上,本文实现了一种基于X86平台的安全网关。该安全网关对Linux操作系统进行了实时性改进,并在Linux内核中集成了数据包加密及认证模块。本文针对安全网关的实时性需求,阐述了Linux作为安全网关操作系统在实时性方面的不足,并从抢占式内核调度、实时任务的调度策略、任务的响应时间三个方面对Linux内核进行改进;通过修改Linux内核的标准IP层处理程序,将数据包的加密和认证模块与IP数据包处理程序捆绑在一起,形成新的IP层处理程序;采用了在网络层使用IPSec协议实现该系统的加密、认证等安全机制。经测试,本安全网关能够很好地完成数据的安全通信、密钥协商等功能,并较好地提高了安全网关的数据转发速度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 安全网关的研究背景及意义
• 1.2 本课题的主要研究内容
• 1.3 本文的组织结构
• 第二章 安全网关技术概述
• 2.1 网关
• 2.2 安全网关的过滤机制
• 2.3 安全网关的安全技术
• 2.3.1 在链路层实现安全网关
• 2.3.2 在网络层实现安全网关
• 2.3.3 在传输层实现安全网关
• 3.2.4 在应用层实现安全网关
• 2.4 安全网关的发展现状及趋势
• 2.4.1 安全网关的发展现状
• 2.4.2 安全网关的发展趋势
• 第三章 安全网关的软件系统设计
• 3.1 总体构想
• 3.2 需求分析
• 3.2.1 功能概述
• 3.2.2 具体需求
• 3.3 方案选择
• 3.3.1 安全网关操作系统的选择
• 3.3.2 安全功能实现层次的选择
• 3.4 系统设计
• 3.4.1 安全网关的软件系统架构
• 3.4.2 安全网关的网络层次结构
• 3.4.3 Linux操作系统实时性改进
• 3.4.4 数据加密及认证模块的设计
• 第四章 网络层安全网关的软件实现
• 4.1 Linux操作系统改进
• 4.1.1 实时任务调度策略的实现
• 4.1.2 抢占式内核体系结构的实现
• 4.1.3 响应时间的分析及解决方法
• 4.2 数据包的加密及认证模块
• 4.2.1 IP包的加密及认证
• 4.2.2 安全关联与密钥协商的实现
• 4.2.3 IP包的具体处理流程
• 4.3 安全网关的配置和管理模块
• 4.4 安全网关系统的验证与测试
• 第五章 课题总结
• 5.1 主要研究成果
• 5.2 下一步的主要工作
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果