论文摘要
目前网络通信中主要存在有五种通用的安全服务:分别为机密性服务、鉴别服务、完整性服务、不可抵赖服务、访问控制服务。现有的应用安全系统能解决其中一个或多个安全服务,如果简单地集成现有的应用安全系统,非但不能解决问题,还可能引入新的问题。另外,面对各式各样、不同架构、不同平台、不同协议、不同网络环境、不同用户应用环境等多种复杂的业务应用,如何把PKI技术应用好,而无需这些业务应用作额外的开发就能发挥其作用,这就需要研究与开发一种能满足多种平台、提供多种灵活接口的应用安全中间件。本文主要着眼于安全中间件的应用研究,分析了目前比较成熟的安全技术,并对SSL握手协议进行了改进。本文通过对密码学、PKI标准、数字证书、基于PKI应用技术的802.1x接入认证、SSL认证、数字签名验证及其在安全应用方面分析研究的基础上,提出一种安全中间件的设计及实现方法,最后对系统进行了性能测试,并对测试结果进行了分析。密码学方面,分析了对称加密技术和公开密钥加密技术,两者是构成安全中间件的核心技术,随后指出目前在实际应用中一般是两种加密技术综合起来加以使用。PKI标准及数字证书方面,主要阐述了PKI的部件组成,国际上通用的三种PKI标准,以及数字证书相关概念。802.1x接入认证方面,分析了其体系结构和接入控制原理之后,指出一般应用中所存在的不足,并讨论了EAP扩展认证协议,运用数字证书技术来增强802.1x接入认证的安全性。SSL认证技术及协议分析方面,分析SSL协议的体系结构、并对组成SSL协议的子协议进行了研究,指出其存在的安全性问题,提出利用双证书技术来改进SSL握手协议,以满足国内的数字证书安全性需求。数字签名技术方面,阐述了安全中间件中使用数字签名技术的必要性,并讨论了两种数字签名方案,基本数字签名方案和使用Hash函数的数字签名方案。系统设计与实现方面,通过对安全中间件的具体应用需求进行分析后,提出了基于PKI安全中间件的系统框架和用户访问过程,随后,阐述系统的各个子系统的设计及实现方法。系统性能测试方面,运用LoadRunner负载测试工具,通过模拟大量客户端来对系统进行压力测试,同时列出测试数据,并分析了测试结果。本文工作的意义在于研究和分析了应用安全中间件的相关技术,在此基础上,设计并实现了一个基于PKI应用安全中间件系统,对于如何结合现有的PKI技术,解决网络应用安全方面问题有着参考和指导意义。