基于PKI的安全电子邮件系统的研究及实现

论文摘要

随着计算机网络的飞速发展,越来越多的信息通过互联网进行传输,而电子邮件则成为信息传输的重要工具之一。由于互联网的开放性,这些信息中又包含许多个人和企业的隐私或机密信息,因而电子邮件的安全问题就显得越发的突出。目前一些客户端邮件系统虽已实现了安全邮件传输,但系统成本高。而对于中小型企业用户,简单、易用的安全电子邮件系统显得极为重要。本文针对电子邮件系统中邮件发送、接收及身份认证和邮件完整性等安全问题进行了分析,结合密码学理论和方法,提出了以PKI安全体系为基础、CA认证为核心的安全电子邮件系统的解决方案,综合运用对称加密、RSA数字签名、指定验证者签名、数字证书技术解决了邮件在发送和接收过程中的保密性、完整性、不可否认性等安全问题。采用B/S模式设计了安全电子邮件系统,并从安全威胁和安全需求入手,对系统结构及安全模块的设计进行了阐述。在理论研究和分析基础上,基于Windows Server 2003环境,建立了电子邮件认证机构,以CA为核心构建了基于PKI的安全服务框架模型；并在MyEclipse和J2EE环境下,编码实现了具有邮件内容和附件的加解密、数字签名和指定验证者签名等安全特征的客户端软件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 安全邮件国内外的研究现状
• 1.3 PKI国内外研究发展现状
• 1.4 论文内容与结构
• 2 电子邮件的安全性研究
• 2.1 电子邮件的传输原理
• 2.2 电子邮件协议
• 2.2.1 SMTP简单邮件传输协议
• 2.2.2 POP3邮局协议
• 2.3 电子邮件的安全威胁
• 2.4 PKI技术
• 2.4.1 PKI介绍
• 2.4.2 对称密码技术
• 2.4.3 非对称密码技术
• 2.4.4 数字信封
• 2.4.5 数字摘要
• 2.4.6 数字签名
• 2.5 本章小结
• 3 基于PKI的安全电子邮件的设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.1.1 系统安全需求
• 3.1.2 系统用例分析
• 3.1.3 安全电子邮件系统结构
• 3.1.4 安全电子邮件系统网络图
• 3.1.5 系统功能模块设计
• 3.2 系统安全机制的设计
• 3.2.1 邮件系统安全机制模型设计
• 3.2.2 安全邮件主要业务类图设计
• 3.3 认证机构CA的构建
• 3.3.1 建立CA认证中心
• 3.3.2 证书申请与颁发
• 3.4 邮件加解密及数字签名的设计
• 3.5 本章小结
• 4 基于PKI安全电子邮件系统的实现
• 4.1 系统架构选择
• 4.1.1 J2EE概述
• 4.1.2 EasyJWeb框架
• 4.2 安全邮件发送和接收过程
• 4.2.1 安全邮件发送过程
• 4.2.2 安全邮件接收过程
• 4.3 邮件内容加密/解密的实现
• 4.4 邮件附件加密/解密的实现
• 4.5 邮件内容签名/认证功能的实现
• 4.6 邮件附件签名/验证的实现
• 4.7 系统测试
• 4.8 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录