一种安全中间件的逻辑设计与接口实现

论文摘要

在信息技术飞速发展的今天，信息安全是网络应用不可避免的问题。保障信息的机密性、完整性、通信双方身份认证和不可抵赖性等成了急需解决的安全问题。安全中间件克服了传统安全技术中代价高、易用性差、互操作能力弱等问题，把信息安全技术和中间件技术相结合，从整个系统中分离出来，提出相应的安全服务接口使之成为通用的松耦合的软件。本文在此背景下，提供了一种安全中间件的逻辑设计与接口实现，为上层应用提供编程接口，实现了安全中间件的底层核心功能。本文在研究密码学理论和公钥基础设施PKI、分析比较成熟的安全中间件体系结构CDSA基础上，提出了一种安全中间件的设计方案；用开源安全平台OpenSSL库实现安全中间件的密码服务(CSP)模块和证书服务(CertSP)模块，从而为安全中间件之上的应用层提供密码服务和证书服务的接口。系统在设计时充分利用了面向对象技术的优势，克服了OpenSSL面向过程、使用不方便、结构复杂的缺陷，具有扩充非常方便、可重用性和健壮性好的特点。最后，对本文设计的安全中间件的两大模块进行测试和分析。测试结果表明，文中设计的安全中间件能提供多种密码服务和证书服务，具有良好的灵活性、可扩展性、可伸缩性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 信息安全
• 1.1.1 信息安全背景
• 1.1.2 信息安全内容
• 1.2 中间件技术概述
• 1.2.1 中间件定义
• 1.2.2 中间件分类
• 1.2.3 中间件优点
• 1.3 安全中间件产生的背景及特点
• 1.4 安全中间件技术在国内外的发展
• 1.5 本文研究内容与组织结构
• 2 安全中间件的理论基础
• 2.1 密码学基础
• 2.2 主要加密算法及技术
• 2.2.1 对称密钥加密技术
• 2.2.2 非对称密钥加密技术
• 2.2.3 消息摘要
• 2.2.4 数字签名
• 2.2.5 数字信封
• 2.3 公钥基础设施 PKI 的研究
• 2.3.1 公钥基础设施简介
• 2.3.2 数字证书
• 2.3.3 PKI 技术相关标准
• 2.3.4 PKI 组件
• 2.3.5 PKI 功能
• 2.4 本章小结
• 3 安全中间件的总体设计
• 3.1 安全中间件的体系结构
• 3.1.1 安全中间件的总体结构
• 3.1.2 安全中间件的六大组成部分
• 3.1.3 安全中间件的四级接口
• 3.2 安全中间件相关模块的总体设计
• 3.2.1 分层设计思想
• 3.2.2 密码服务模块
• 3.2.3 证书服务模块
• 3.3 本章小结
• 4 密码模块与证书服务模块的详细设计
• 4.1 面向对象设计思想的引入
• 4.2 密码服务相关接口
• 4.2.1 密码服务整体框架设计
• 4.2.2 密码服务接口设计
• 4.2.3 算法工厂类
• 4.2.4 算法抽象类
• 4.2.5 密码服务逻辑设计
• 4.2.6 底层密码算法设计
• 4.3 证书服务相关接口
• 4.3.1 证书数据模型设计
• 4.3.2 CA系统主要功能接口设计
• 4.4 本章小结
• 5 用 OpenSSL 实现密码服务和证书服务
• 5.1 OpenSSL 简介
• 5.1.1 OpenSSL 组成
• 5.1.2 OpenSSL 在 Windows 下的安装
• 5.2 密码服务具体实现
• 5.2.1 摘要算法
• 5.2.2 对称加解密
• 5.2.3 非对称加解密
• 5.2.4 数字签名及验证
• 5.2.5 数字信封及拆封
• 5.3 证书服务具体实现
• 5.3.1 根证书生成
• 5.3.2 证书请求
• 5.3.3 证书生成
• 5.3.4 证书撤销
• 5.3.5 证书编码
• 5.4 本章小结
• 6 功能测试与结果分析
• 6.1 数据准备
• 6.2 密码服务模块
• 6.3 证书服务模块
• 6.4 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献