XML密钥管理规范（XKMS）的研究与基本功能实现

论文摘要

随着互联网Internet的迅速发展以及各种网络应用技术的出现,网络信息安全问题也随之变得越来越重要。 公钥基础设施(Public Key Infrastructure,简称PKI)是目前网络安全建设的基础与核心,为电子政务、电子商务的实施提供了基本的安全保障。但从技术角度而言,PKI存在部署过于麻烦,不同的PKI之间互操作性差等缺陷,因此难以得到广泛的应用。 为了解决以上问题,3W协会(W3C)提出了一种改善后的新标准,即XML密钥管理规范(XKMS)。XKMS继承了PKI的全部精华,它在传统PKI应用程序和PKI解决方案的的两层结构之间插入了一个抽象层,将许多PKI协议和数据格式,如证书管理协议和简单证书注册协议等,替换成一个基于XML的协议。密钥和证书的处理被委托给第三方—XKMS信任服务。 本文首先简要介绍构成XKMS规范的基础—PKI,分析了当前PKI的主要不足。接着在对实现XKMS的关键技术—XML加密和签名技术进行介绍的基础上,详细研究并分析了XML钥匙管理规范,阐述了XKMS的目标、组成以及功能,并分析了XKMS的可行性。 在此基础上,本文提出了一种遵循XKMS2.0规范、易用具有较好的可维护性以及可扩展性的XML密钥管理系统,并对其性能作了分析。论文详细说明了密钥/证书信息的构建与管理,XKMS消息的生成与处理过程,与底层PKI的交互方式,还对相关的安全问题进行了讨论并提出了解决方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 传统PKI的不足
• 1.1.2 可扩展标记语言XML的优势
• 1.1.3 XML密钥管理规范的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 论文的组织结构
• 1.5 本章小结
• 第二章 公钥基础设施PKI
• 2.1.PKI中的密钥管理
• 2.2 PKI的数字证书
• 2.3 PKI的结构
• 2.4 PKI的工作流程
• 2.5 PKI的信任模型
• 2.5 交叉认证
• 2.6 当前PKI存在的主要问题
• 2.7 本章小结
• 第三章 XML密钥管理规范（XKMS）
• 3.1 可扩展标记语言——XML及其相关安全技术
• 3.1.1 XML简介
• 3.1.2 XML安全技术
• 3.2 XML密钥管理规范XKMS
• 3.2.1 XKMS的目标
• 3.2.2 XKMS的组成
• 3.2.3 密钥信息服务规范X-KISS
• 3.2.4 密钥注册服务规范X-KRSS
• 3.2.5 XKMS的可行性
• 3.3 当前的主要XKMS系统分析
• 3.3.1 主要XKMS系统介绍
• 3.3.2 已有的XKMS系统分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 XKMS系统总体设计
• 4.1 系统设计目标
• 4.2 XKMS消息传输安全方案的选择
• 4.2.1 轻量级的实现方式
• 4.2.2 基于PKI的实现方式
• 4.2.3 方案的选择
• 4.3 XKMS系统密钥管理功能的选择
• 4.3.1 代理方式
• 4.3.2 混合方式
• 4.3.3 方案的选择
• 4.4 XKMS系统设计
• 4.4.1 功能分析
• 4.4.2 组成分析
• 4.5 性能分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 XKMS系统的实现
• 5.1 XmISec介绍
• 5.2 密钥／证书信息的构造与访问
• 5.2.1 KeyInfo元素的构成
• 5.2.2 Key的实现
• 5.2.3 RetrievalMethod的实现
• 5.2.4 KeyInfo的实现
• 5.3 密钥／证书管理的实现
• 5.3.1 Keys Manager
• 5.3.2 与外部PKI提供者的交互
• 5.3.3 证书撤销列表CRL的管理
• 5.4 XKMS请求处理的实现
• 5.4.1 XKMS请求消息的读取和应答消息的生成
• 5.4.2 工作流程
• 5.5 一个实例
• 5.6 安全性的考虑
• 5.5.1 重放攻击的抵御
• 5.5.2 拒绝服务攻击的抵御
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文的主要工作
• 6.2 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加科研项目与发表的学术论文目录