微过滤驱动模型下的加解密文件系统研究

论文摘要

文件是信息存储的逻辑部件，其安全性问题已成为信息科学领域中最为重要的课题之一。加解密文件技术作为信息安全的研究热点，时下处理该问题的技术是以现代密码学为基础的文件加解密。本文首先分析比较了现存各类的加解密文件技术优缺点，依据文件安全存储需求，得出以文件系统微过滤驱动为基础，结合USBKEY身份认证机制的加解密文件技术是当前实现保护文件系统的便捷、高效、经济的方法。其次介绍了研究“微过滤驱动模型下的加解密文件系统”过程中必须掌握的一些理论基础，包括Windows结构、内核机制、文件缓冲技术、虚拟内存管理、加解密算法以及微过滤驱动等基本理论知识。并进一步分析这些理论知识的原理以及存在的相互关系，为本系统研发夯实理论基础。在以上基础上，本文设计了一个微过滤驱动模型下的加解密文件系统。给出了系统整体框架，分析了文件系统内核对一次文件访问的控制流程，并较为详细介绍了在微过滤驱动框架下，设计过滤驱动的思路和使用到的关键技术。最后，通过对关键技术的分析，总结了系统存在的优势与不足。同时，对今后需要改进的方案进行了展望。本文的贡献在于依托NT架构，通过结合USBKEY的身份认证技术，实现了一种对状态数组按行处理数据的IAES算法，并设计基于微过滤驱动模型下的加解密文件系统。在本系统开发的过程中，较好地解决了诸如加密文件识别、文件缓冲处理、进程过滤和IAES算法等关键技术。本系统的成功开发具有重要的应用价值和一定的市场前景，也将对信息产业的发展有着积极的推动意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 加解密文件技术
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 EFS
• 1.3.2 虚拟磁盘的加密文件方法
• 1.3.3 EFS 与加密虚拟磁盘相结合的方法
• 1.4 本文主要工作
• 1.5 论文组织结构
• 1.6 本章小结
• 第2章 理论基础
• 2.1 Windows 结构
• 2.2 Windows 内核
• 2.2.1 执行体
• 2.2.2 微内核
• 2.2.3 硬件抽象层
• 2.3 Windows 内核机制
• 2.3.1 同步机制
• 2.3.2 陷阱机制
• 2.4 Windows 驱动
• 2.4.1 文件系统驱动
• 2.4.2 文件系统过滤驱动
• 2.5 微过滤驱动
• 2.5.1 Legacy Filter
• 2.5.2 微过滤驱动模型概述
• 2.5.3 微过滤驱动优势
• 2.5.4 微过滤驱动开发步骤
• 2.6 本章小结
• 第3章 关键技术
• 3.1 识别加密文件
• 3.1.1 选择加密标识
• 3.1.2 加密标识的放置
• 3.1.3 加密标识的内容
• 3.2 文件缓冲处理
• 3.2.1 Windows 文件缓冲
• 3.2.2 明文还是密文选择
• 3.2.3 文件缓冲清除
• 3.3 进程过滤
• 3.4 IAES 算法
• 3.4.1 AES 算法
• 3.4.2 状态数组
• 3.4.3 IAES 算法
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统研究与设计
• 4.1 设计目标和设计框架
• 4.1.1 设计目标
• 4.1.2 设计框架
• 4.2 用户模块分析
• 4.2.1 过滤策略的设置
• 4.2.2 用户模块与驱动程序的通信
• 4.2.3 USBKEY 使用
• 4.3 内核模块分析
• 4.3.1 分析 Pre/Post Creaet 例程
• 4.3.2 分析 Pre/Post Read 例程
• 4.3.3 分析 Pre/Post Write 例程
• 4.4 测试和系统分析
• 4.4.1 测试
• 4.4.2 系统分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结
• 5.1 主要工作
• 5.2 存在的问题与讨论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 致谢