IPSec在校园一卡通平台安全系统中的应用

论文摘要

本文论述了校园一卡通平台的安全系统的实现,着重在于使用IPSec技术实现网络层的安全。校园一卡通平台的安全系统,以目前流行的几种信息安全系统的架构为参考,采用网络层安全使用的主要技术IPSec提供数据传输的安全保护功能。 文章主要从理论和实际应用两方面论述了校园一卡通的安全系统的设计与实现。首先从现在流行的几种信息安全系统架构谈起,重点讲述了IPSec(IP Security)技术。IPSec协议是个专门的网络安全协议,VPN(Vertrual Private Network)技术就是这个协议的典型应用之一。IPSec协议本身是一个复杂的协议体系,它以密码学为基础。 然后从校园一卡通的具体实现出发,讲述了校园一卡通使用的安全体系结构以及IPSec在此项目中的具体应用。系统利用Linux的开放源代码的性质,通过系统本身Netfilter防火墙的HOOK机制,把实现的IPSec模块以注册函数的形式与系统内核进行挂接,实现了TCP/IP协议栈与IPSec的无缝整合,并经过对整合后的系统内核进行重编译,实现了一个真实的安全内核,通过这些技术实现在Linux环境下的基于IPSec的VPN网关,对系统的实现在校园网络环境上进行了测试和分析。

论文目录

• 独创性声明
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 课题背景
• 1.2 校园一卡通平台的简介
• 1.3 校园一卡通平台的安全需求
• 1.4 论文结构
• 第二章 信息安全系统
• 2.1 信息系统安全的需求概述
• 2.2 信息系统的安全体系结构
• 2.2.1 从安全信息系统要提供的服务的角度考虑
• 2.2.2 从网络模型的角度考虑
• 2.2.3 从网络系统组成的角度考虑
• 第三章 IP安全协议标准——IPSEC
• 3.1 TCP／IP协议概述
• 3.2 IPSEC的提出及体系结构
• 3.3 安全关联
• 3.3.1 定义
• 3.3.2 安全关联模式
• 3.3.3 选择符
• 3.4 验证头协议（AH）
• 3.4.1 验证头协议介绍
• 3.4.2 报文格式
• 3.4.3 协议首部处理
• 3.5 安全封装载荷协议
• 3.5.1 安全封装载荷协议介绍
• 3.5.2 报文格式
• 3.5.3 报文处理
• 3.6 安全关联数据库和安全策略数据库
• 3.6.1 安全关联数据库
• 3.6.2 安全策略数据库
• 第四章 校园一卡通平台的安全解决方案
• 4.1 设计目标
• 4.2 采取的方案
• 4.2.1 硬件安全性
• 4.2.2 软件安全性
• 4.2.3 数据安全性
• 4.2.4 网络安全性
• 第五章 IPSEC实现
• 5.1 总体思想
• 5.2 IPSEC进入处理模块
• 5.3 IPSEC外出处理模块
• 5.4 AH协议实现
• 5.5 ESP协议实现
• 5.6 安全关联数据库
• 5.7 安全策略数据库
• 5.8 IKE实现
• 5.8.1 模块功能
• 5.8.2 系统管理模块
• 5.8.3 事件处理模块
• 5.8.4 IKE状态库
• 5.9 算法实现
• 5.9.1 3DES算法实现
• 5.9.2 MD5算法实现
• 5.9.3 SHA-1算法实现
• 5.10 与内核的接口实现
• 第六章 系统测试设计
• 6.1 系统测试
• 6.1.1 测试目标
• 6.1.2 测试环境及内容
• 6.2 测试结果及评价
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢