基于组件技术的密码学虚拟实验室平台的设计与实现

论文摘要

随着计算机技术和软件开发技术的不断发展,远程教学作为一种新的教学模式已经得到越来越广泛地应用。近几年在远程教学领域中提出了一种新的教学思路,即构建虚拟实验室来进行远程实验。而利用构件组装的软件技术开发的基于组件的密码学虚拟实验室具有良好的可扩充性、重用性和健壮性。论文首先分析和总结了虚拟实验室和密码算法的特点,详细阐述了密码学虚拟实验平台的体系结构和功能模块,然后从密码算法组件设计、数论交互式程序设计、源代码查看器的设计等方面对密码学虚拟实验平台的实现展开研究。采用Swing技术和Java Web Start技术开发的交互式程序,使系统能够提供与数论相关的交互式Applet来动态地输出实验结果,达到实验的交互性性,动态性和有效性。源代码查看器的实现能较好地帮助密码学习者查看每个组件的编程细节,并根据组件之间的依赖关系掌握密码算法的实现机制。同时,实现了平台“图形语言”与Matlab数学语言的互译,具有一定的灵活性和有效性。其中,围绕密码学虚拟实验室所开发设计的密码算法组件基本上涵盖了密码学课程的所有实验内容,用户可以在理解密码算法的原理和实现方法的基础上,选择相应的组件完成密码学实验,从而为课程教学提供了一个很好的密码学实验平台。本文最后对这些关键技术的研究与开发工作进行了总结,并阐述了将来进一步对基于组件的虚拟实验平台进行扩充与完善的一些工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 课题的研究现状
• 1.3 课题的研究目标和意义
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 基于组件的密码学虚拟实验平台
• 2.1 密码学虚拟实验平台的体系结构
• 2.2 密码学虚拟实验平台的结构功能及特点
• 2.2.1 密码学虚拟实验平台的功能模块
• 2.2.2 密码学虚拟实验平台的特点
• 2.3 密码算法的特点
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统实现中的关键技术
• 3.1 系统的自省
• 3.1.1 组件属性参数的修改
• 3.1.2 Bean组件内部信息的提取
• 3.2 系统的运行机制
• 3.2.1 有向无环图的应用
• 3.2.2 基于有向无环图的线程管理机制
• 3.3 系统的可视化
• 3.3.1 实验流程的可视化
• 3.3.2 结果显示的可视化
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统组件的详细设计
• 4.1 密码学算法分析
• 4.1.1 数论基础实验算法分析
• 4.1.2 算法验证实验算法分析
• 4.1.3 密码攻击实验算法分析
• 4.2 关键密码算法组件的设计与实现
• 4.2.1 数论基础实验组件的设计与实现
• 4.2.2 算法验证实验组件的设计与实现
• 4.2.3 密码攻击实验组件的设计与实现
• 4.3 系统组件运行示例
• 4.3.1 公钥密码实验
• 4.3.2 分组密码实验
• 4.4 本章小结
• 第五章 数论交互式程序设计
• 5.1 随机数生成器的理论基础
• 5.2 交互式程序的设计开发
• 5.3 交互式程序的平台嵌入
• 5.4 本章小结
• 第六章 源代码查看器的实现
• 6.1 源代码查看器的实现
• 6.1.1 实现源代码查看器的意义
• 6.1.2 源代码查看器的查看内容
• 6.1.3 实验实例
• 6.2 源代码查看器实现中的关键技术
• 6.2.1 Swing技术的运用问题
• 6.2.2 功能集函数的开发问题
• 6.2.3 可执行文件的调用问题
• 6.3 本章小结
• 第七章 结束语
• 7.1 工作总结
• 7.2 今后的工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果