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基于指纹加密的网络身份认证系统的设计及实现

作　者: 李振
导　师: 肖晓丽；傅明
学　校: 长沙理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 指纹识别数据加密网络身份认证协议 BAN逻辑
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 276次
引　用: 4次
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内容摘要

网络安全是信息安全领域一个非常重要的领域。随着计算机网络的广泛应用,网络安全的重要性也日渐突出,网络安全已经成为国家、国防及国民经济的重要组成部分。但是,综观近年来网络安全领域,由于黑客技术日益公开化,职业化,各种攻击日益频繁,病毒日益泛滥,重大网络安全问题日益增多,网络安全事件日益增加。因此,网络安全的研究成为国内外学者和计算机用户共同关心的一个问题。本文针对目前常用的网络身份认证方案所存在的问题,对网络加密与指纹识别技术进行深入的研究,提出了利用指纹作为身份认证的依据并结合加密技术来实现网络信息安全传输的认证方案,设计了一种基于指纹加密技术的网络身份认证协议,并构建一个基于此协议的身份认证系统,实现用户信息安全可靠地在网络中传输,具体工作如下:●对目前的指纹图像预处理算法进行研究和分析,提出一种新的细化算法,使得细化结果比传统的细化算法更接近指纹纹线中心,方便特征提取和减少匹配的复杂度。●针对目前指纹识别技术应用在网络环境下进行身份认证所存在的问题,设计了一种基于指纹加密技术的网络身份认证协议,并利用BAN逻辑对协议进行形式化分析。证明该协议逻辑设计的合理性,安全性和有效性。●在指纹识别技术和认证协议的基础上,构建了一个基于指纹加密技术的网络身份认证的系统。系统使用.net作为软件开发平台,以Microsoft SQL Server 2000为后台数据库建立用户指纹特征信息库,在认证协议的支持下,完成了系统的客户端/服务器之间的安全通信。同时能确保流经通道中的所有数据—指纹数据、认证结果和各种其他数据都进行加密处理,使之变得更加安全。真正实现了对人而不是对物(密码、证书等)的网络身份认证。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章概述  9-15
  1.1 研究的背景和意义  9-10
  1.2 国内外的研究动态和现状  10-13
  1.3 作者的主要工作  13
  1.4 本文的组织  13-15
第二章指纹识别技术的研究及细化算法改进  15-33
  2.1 指纹识别技术分析和研究  15-17
    2.1.1 指纹识别的原理  15
    2.1.2 指纹识别的特征  15-16
    2.1.3 指纹图像的采集  16-17
  2.2 指纹图像预处理及细化算法改进  17-29
    2.2.1 指纹图像预滤波  18-19
    2.2.2 方向图计算  19-21
    2.2.3 图像滤波  21-22
    2.2.4 图像二值化算法  22-23
    2.2.5 图像细化及其算法改进  23-29
  2.3 指纹特征提取与匹配  29-31
  2.4 本章小结  31-33
第三章网络加密算法和密码协议的研究  33-43
  3.1 网络数据加密的现状和分类  33
  3.2 密码算法的研究  33-38
    3.2.1 对称密钥加密体制  34-35
    3.2.2 非对称密钥加密体制  35-36
    3.2.3 单向散列函数  36-37
    3.2.4 数字信封  37
    3.2.5 数字签名  37-38
  3.3 常用密码协议研究及其安全缺陷分析  38-42
    3.3.1 Needham-Schroeder 协议  39-41
    3.3.2 简化的Kerberos 协议  41
    3.3.3 Otway-Rees 协议  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章指纹加密的身份认证协议的分析和设计  43-55
  4.1 密码协议的攻击  43-44
  4.2 协议涉及的规范要求  44-45
  4.3 协议设计及描述  45-49
    4.3.1 协议的符号定义  45-46
    4.3.2 注册子协议设计  46-47
    4.3.3 认证子协议设计  47-49
  4.4 协议的BAN 逻辑形式化分析  49-54
    4.4.1 BAN 逻辑分析协议步骤  49-50
    4.4.2 BAN 逻辑的符号说明  50-51
    4.4.3 认证协议分析  51-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章系统的设计与实现  55-78
  5.1 系统的总体结构设计  55-59
    5.1.1 客户端总体结构设计  55-58
    5.1.2 服务器端总体结构设计  58-59
  5.2 系统客户端软件设计与实现  59-67
    5.2.1 指纹采集模块  60-61
    5.2.2 特征提取模块及改进的细化算法应用  61-64
    5.2.3 密钥协议和密钥管理模块  64-65
    5.2.4 认证信息加密模块  65-66
    5.2.5 网络传输模块  66-67
  5.3 系统服务器端软件设计与实现  67-76
    5.3.1 网络传输模块  68-69
    5.3.2 密钥协议与密钥管理模块  69-70
    5.3.3 认证信息解密模块  70-71
    5.3.4 指纹存取模块  71-73
    5.3.5 安全数据库模块  73-76
  5.4 系统测试  76-77
    5.4.1 系统功能测试  76
    5.4.2 系统安全性测试  76-77
  5.5 本章小结  77-78
总结与展望  78-79
参考文献  79-82
致谢  82-83
附录A（攻读硕士学位期间发表论文目录）  83-84
附录B 改进的细化算法核心代码  84-86
详细摘要  86-90

基于指纹加密的网络身份认证系统的设计及实现

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