公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI及其在公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI中的應(yīng)用研究
畢業(yè)摘要：安全是網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)最重要的保障，本文以PKI技術(shù)為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單列舉了其基本組成，并介紹了其技術(shù)特點(diǎn)。為了更好地做好教務(wù)管理，設(shè)計(jì)出了1個(gè)應(yīng)用PKI技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上閱卷管理系統(tǒng)的實(shí)例。
關(guān)鍵字：PKI技術(shù)；認(rèn)證；網(wǎng)絡(luò)安全
1、前言 畢業(yè)網(wǎng)
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和成熟，網(wǎng)絡(luò)電子事務(wù)日益頻繁，大大地提高了傳統(tǒng)工作的效率，增強(qiáng)了工作的靈活性和準(zhǔn)確性。然而，由于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的不夠完善，網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性及本身固有的1些技術(shù)缺陷，隨之而來(lái)的是不可避免的安全性問(wèn)題，比較典型的如冒名操作、截取他人的敏感數(shù)據(jù)、抵賴(lài)曾實(shí)施過(guò)的行為等，這嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展。
公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI，Public Key Infrastructure)[1]是1種新的安全技術(shù)，它是1種基于公開(kāi)密鑰理論和技術(shù)建立起來(lái)的安全體系，為網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)、設(shè)備提供信息安全服務(wù)的具有普適性的信息安全基礎(chǔ)設(shè)施。PKI是1種遵循既定標(biāo)準(zhǔn)的密鑰管理平臺(tái)，它可以為各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用透明地提供采用加密和數(shù)字簽名等密碼服務(wù)所必需的密鑰和證書(shū)管理，從而達(dá)到保證網(wǎng)上傳遞信息的安全、真實(shí)、完整和不可抵賴(lài)的目的。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，公開(kāi)密鑰密碼算法居于中心地位。利用PKI，人們方便地建立和維護(hù)1個(gè)可信的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境，無(wú)須直接見(jiàn)面就能夠確認(rèn)彼此的身份，安全地進(jìn)行信息交換。
2、PKI系統(tǒng)的基本構(gòu)成
1個(gè)完整的公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI系統(tǒng)由策略管理、軟硬件系統(tǒng)、CA、RA、證書(shū)管理系統(tǒng)和PKI應(yīng)用接口等部分組成。策略管理建立和定義了1個(gè)組織信息安全方面的指導(dǎo)方針，同時(shí)也定義了密碼系統(tǒng)使用的處理方法和原則；CA是可信的第三方機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)頒發(fā)證書(shū)、驗(yàn)證用戶(hù)身份的真實(shí)性；RA提供用戶(hù)和CA之間的1個(gè)接口，它收集和確認(rèn)用戶(hù)身份，接受用戶(hù)的注冊(cè)申請(qǐng)，向CA提出證書(shū)請(qǐng)求；證書(shū)管理系統(tǒng)用來(lái)管理數(shù)字證書(shū)庫(kù)，包括發(fā)布證書(shū)、實(shí)時(shí)查詢(xún)證書(shū)和證書(shū)撤銷(xiāo)信息等。PKI的組成結(jié)構(gòu)如圖2。1所示。
圖2。1 PKI的結(jié)構(gòu)圖
三、數(shù)字簽名與完整性驗(yàn)證
數(shù)字簽名[2-3]是指附加在數(shù)據(jù)單元上的1些數(shù)據(jù)，或是對(duì)數(shù)據(jù)單元所做的密碼變換，這種數(shù)據(jù)或變換能使數(shù)據(jù)單元的接收者確認(rèn)數(shù)據(jù)單元的來(lái)源和數(shù)據(jù)的完整性，有效地防止數(shù)據(jù)被偽造或篡改。數(shù)字簽名與完整性驗(yàn)證的1般過(guò)程如下：
（1） 甲準(zhǔn)備好要傳送的數(shù)字信息（明文）。
（2） 甲對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行哈希（Hash）運(yùn)算，得到1個(gè)信息摘要。
（3） 甲用自己的私鑰（SK）對(duì)信息摘要進(jìn)行加密得到甲的數(shù)字簽名，并將其附在明文之上。
（4） 甲將明文和簽名1起傳送給乙。
（5） 乙用甲的公鑰(PK)對(duì)甲的數(shù)字簽名進(jìn)行解密，得到信息摘要。
（6） 同時(shí)，乙也用相同的哈希算法對(duì)收到的明文再進(jìn)行1次Hash運(yùn)算，得到1個(gè)新的信息摘要。
（7） 乙將收到的信息摘要和新產(chǎn)生的信息摘要進(jìn)行比較，如果1致，說(shuō)明收到的信息沒(méi)有被修改過(guò)。
畢業(yè)網(wǎng)
四、PKI技術(shù)在網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)中的應(yīng)用
在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，考慮到學(xué)校的資金投入以及PKI系統(tǒng)建設(shè)的復(fù)雜性和技術(shù)可行性，CA及其管理系統(tǒng)利用Windows Server 2003操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的證書(shū)服務(wù)組件來(lái)實(shí)現(xiàn)，并采用Dreamwaver、ASP 。Net來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上閱卷管理系統(tǒng)，系統(tǒng)所采用的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)為SQL Server。
系統(tǒng)基本原理如下：
（1）身份認(rèn)證。假設(shè)閱卷教師在進(jìn)入閱卷系統(tǒng)之前已經(jīng)獲得了CA所頒發(fā)的證書(shū)。教師進(jìn)入系統(tǒng)之前，與服務(wù)器之間建立SSL連接，同時(shí)也完成了其身份的認(rèn)證。
（2）訪問(wèn)控制。當(dāng)通過(guò)身份認(rèn)證的合法教師進(jìn)入系統(tǒng)后，需對(duì)其訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行控制，使得教師只能在其權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行操作。教師提交某1資源的使用請(qǐng)求，并將自己的數(shù)字證書(shū)提交給資源服務(wù)器，資源服務(wù)器驗(yàn)證數(shù)字證書(shū)后，向策略引擎發(fā)出判斷請(qǐng)求，并將證書(shū)發(fā)送給策略引擎。策略引擎根據(jù)教師證書(shū)所映射的角色權(quán)限及權(quán)限控制規(guī)則進(jìn)行判斷，將判斷結(jié)果返回資源服務(wù)器并記錄日志，資源服務(wù)器根據(jù)策略引擎判斷的結(jié)果決定接收或拒絕其訪問(wèn)請(qǐng)求。
（3）數(shù)據(jù)保密。閱卷教師完成某份試卷的批改，向服務(wù)器提交數(shù)據(jù)。由于要保證數(shù)據(jù)的安全性，所以在傳輸過(guò)程中要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，本系統(tǒng)采用數(shù)字信封技術(shù)來(lái)保證加密的效率和數(shù)據(jù)的安全。服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)字信封進(jìn)行拆解，并對(duì)教師的簽名進(jìn)行驗(yàn)證，如果通過(guò)，則在數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄數(shù)據(jù)。
五、結(jié)束語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò)安全是保證網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)。文中通過(guò)把PKI技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)上閱卷管理系統(tǒng)，從而保證了整個(gè)閱卷過(guò)程中的安全性和真實(shí)性。Internet網(wǎng)絡(luò)的安全應(yīng)用離不開(kāi)PKI技術(shù)的支持。PKI技術(shù)能夠較好地滿足網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的機(jī)密性、真實(shí)性、完整性、不可否認(rèn)性和存取控制等安全需求。因此，研究和開(kāi)發(fā)自主的、完整的PKI系統(tǒng)，不僅對(duì)教育領(lǐng)域的發(fā)展是重要的，而且對(duì)電子商務(wù)、電子政務(wù)的發(fā)展也將是非常關(guān)鍵的。
參考文獻(xiàn)：
[1] 關(guān)振勝。 公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI與認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA。 北京： 電子工業(yè)出版社，2002。
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[3] 趙文清，王德文，宋雨。 基于PKI的數(shù)字簽名和數(shù)字信封的實(shí)現(xiàn)。 華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2003。 畢業(yè)網(wǎng)
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