网络加密卡接口程序设计

论文摘要

计算机网络的发展,使信息共享和应用日益广泛,但是信息在公共网络上传输可能会被非法窃听、截取、篡改或破坏,而造成不可估量的损失。为了确保信息不被窃听,网络加密技术成为保护信息安全的主要手段。基于对发送信息安全考虑,我们设计出了网络加密卡,这对网络信息安全与保护具有一定的意义。本设计主要完成的是网络加密卡的接口程序部分。论文首先分析了PCI驱动程序的构架,在了解硬件结构和操作系统内核的情况下,用图形和代码的方式直观的叙述了驱动程序的编写及调试安装过程。同时论文阐述了应用程序接口设计部分,我们采用TCP/IP协议对发送的数据进行封包,并使用了自己设计的用户层协议完成了文件和信息的传输。尤其是在传输文件的协议上,代码执行效率高而且不容易出错。另外对于初始密钥和信息的传输和区分也做了处理,把这个任务设计在驱动程序中,这样既减轻了硬件方面的负担,也不容易出错。同时编写了一个ARP缓冲和自动回复功能,真正让这个加密卡和普通网卡功能相似。利用微软MFC技术进行人机交互界面设计,设计的界面友好、易操作,真正为用户考虑。最后的数据通信实验表明,所设计驱动程序和应用程序均能正常通信,且发挥硬件加密速度快,安全性高的功能。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 网络加密卡的背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 驱动程序设计基础
• 2.1 驱动开发环境
• 2.1.1 DDK 工具包
• 2.1.2 DriverStudio 工具包
• 2.1.3 VisualC++6.0 工具
• 2.2 Windows 架构
• 2.3 PCI局部总线协议
• 2.4 DM9000AE 网卡芯片
• 2.4.1 DM9000AE 介绍
• 2.4.2 读取、写入寄存器方式
• 2.4.3 内存工作原理
• 2.4.4 封包传送工作原理
• 2.4.5 封包接收工作原理
• 2.5 硬件电路 FPGA 模块
• 2.5.1 接口设计
• 2.5.2 模块设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 应用程序设计基础
• 3.1 网络协议的介绍和分析
• 3.1.1 IP 网际协议
• 3.1.2 ARP 地址解析协议
• 3.1.3 ICMP 互联网控制报文协议
• 3.1.4 UDP 用户数据报协议
• 3.1.5 TCP 传输控制协议
• 3.2 基于 MFC 的编程
• 3.2.1 程序员不需要创建消息循环
• 3.2.2 数据交换和数据校验
• 3.2.3 基于对话框的应用程序
• 3.3 多线程程序编写
• 3.3.1 进程
• 3.3.2 线程
• 3.3.3 线程同步
• 3.4 本章小结
• 第4章 驱动程序设计
• 4.1 建立一个PCI 处理的基本框架
• 4.2 PCI 驱动程序的基本例程
• 4.2.1 DriverEntry
• 4.2.2 AddDevice 例程
• 4.2.3 Unload 例程
• 4.3 PCI 驱动程序的派遣例程
• 4.3.1 DeviceControl 例程
• 4.3.2 Write 例程和SerialWrite 例程
• 4.3.3 Read 例程和SerialRead 例程
• 4.4 PCI 中断服务例程
• 4.4.1 ISR 函数
• 4.4.2 DPC 函数
• 4.5 其他一些比较重要的例程
• 4.6 驱动程序安装
• 4.7 本章小结
• 第5章 应用程序
• 5.1 应用程序设计总流程
• 5.2 网卡芯片初始化
• 5.3 数据的封包和发送
• 5.3.1 初始密钥的发送
• 5.3.2 信息的封包和发送
• 5.3.3 初始密钥和数据包的发送
• 5.4 接收线程的的创建
• 5.5 ARP 缓存与自动回复
• 5.6 用户交互界面设计
• 5.7 本章小结
• 第6章 程序测试和调试
• 6.1 驱动程序测试和调试
• 6.2 驱动程序测试和调试
• 6.2.1 DriverMonitor 调试器
• 6.2.2 WinDbg 调试工具
• 6.3 通信试验
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目