校园网络环境下数字签名的研究与设计

论文摘要

校园网是社会信息化发展的必然产物,它担当着教学、科研、管理和对外交流等许多角色,因此其安全性非常重要。本文通过对多种安全技术的研究和比较,提出了采用数字签名来保障其安全性的方案。通过对校园网的深入研究和对多种数字签名技术的比较,得出了RSA是适合用于校园网络环境下的数字签名算法,同时做了RSA算法的抗攻击风险量化分析。因子分解也是RSA算法安全研究的重点之一,本文通过推导,将a。的取值范围缩小为(w,（w+1）/2],使因子分解的速度得到提高。为了提高校园网络系统中消息传输的可靠性、快速性、保密性、安全性能,本文设计了一套解决方案,该方案是采用哈希函数MD5算法来计算消息摘要,并使其与RSA公钥算法相结合,最终实现对消息加密、解密、签名及认证等功能。文中阐述了从算法设计到方案实现的具体过程,并采用网络编程语言ASP对其编程测试,在实践中验证了其可行性。为了防止上述方案被“机器人”攻击,采用了验证码的技术,从整体上保证了校园网络的安全。本文研究的确定性素数生成算法是素数生成方法中的新的研究方向,它能够快速、有效的生成素数,提高RSA算法效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 一般校园网简况
• 1.2 校园数据信息划分
• 1.3 网络编程语言及工作模式
• 1.3.1 网络编程语言
• 1.3.2 C/S与B/S的区别
• 第二章 校园网络安全
• 2.1 网络安全概述
• 2.2 校园网络安全技术
• 2.2.1 防火墙技术
• 2.2.2 安全策略技术
• 2.3 校园网络系统的安全及策略
• 2.3.1 校园网络安全的主要威胁
• 2.3.2 校园网络安全的对策
• 第三章 密码体制
• 3.1 密码学基础
• 3.1.1 密码学
• 3.1.2 对称密码体制
• 3.1.3 非对称密码体制
• 3.2 密钥管理
• 3.2.1 密钥生成
• 3.2.2 密钥分发
• 3.3 身份认证
• 第四章 校园网络下数字签名的设计及分析
• 4.1 数字签名
• 4.1.1 数字签名概念
• 4.1.2 数字签名的特征
• 4.1.3 数字签名的方法
• 4.2 校园网络环境下数字签名方案的设计
• 4.3 校园网络环境下数字签名方案的分析
• 4.4 相关技术与算法
• 4.4.1 验证码技术
• 4.4.2 MD5算法
• 4.5 RSA算法
• 4.5.1 RSA算法的定义
• 4.5.2 RSA算法的证明
• 4.5.3 RSA算法的理论基础
• 4.5.4 RSA算法的安全性分析
• 4.5.5 因子分解
• 第五章 基于RSA算法数字签名的实现与测试
• 5.1 相关定理
• 5.2 求模n和欧拉函数f（n）
• 5.3 密钥对生成
• 5.3.1 Euclid算法及其ASP程序
• 5.3.2 扩展Euclid算法及其ASP程序
• 5.3.3 解方程ax≡1（modn）及其ASP程序
• 5.4 RSA算法签名与认证及其ASP程序
• 5.5 方案测试
• 5.5.1 密钥对生成模块测试
• 5.5.2 数字签名模块的测试
• 5.5.3 系统整体测试
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录