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基于XML的密钥管理体系的研究

作　者: 张啸农
导　师: 徐向阳
学　校: 长沙理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: XML签名 XML加密 XKMS Web Services WS-Security
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

由于XML具有简单性、易扩展性、互操作性、可重用性和开放性等特点,它在Web应用和企业应用中具有强大的优势,XML已经逐渐成为数据交换的标准。Web Services提供了一种面向服务的架构,它是真正分布式的、松散耦合的,与服务的提供者和使用者的位置无关,且具有平台无关性。Web Services使用的协议如WSDL、UDDI、DISCO and SOAP等,都是基于XML的。XML技术和Web Services技术的广泛应用引起了相应的安全问题,如信息在网络的传输过程中被截获篡改,伪造传输的文档,假冒他人身份等。为了解决这些安全问题,本文研究并分析了W3C组织制定的一种基于XML的密钥管理规范(XKMS--XML Key Management Specification )。阐述了XKMS的思想、组成及其功能,深入研究和分析了XKMS规范中细节,并对XKMS优越性进行了总结。同时本文还从理论上系统和深入地研究了XML安全、Web Services安全,包括主流的安全标准、己有的技术以及最新的研究动态。在此基础上,本文提出了一种遵循XKMS2.0规范、能支持常见的对称加密算法和非对称加密算法,具有较好的可维护性以及可扩展性的XML密钥管理系统,并把它用于保证Web服务的安全,将XML安全规范转化为应用;论文还结合XML安全技术和Diffie-Hellman协议,提出一种更安全的方法来保证共享密钥的交换。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 研究背景  9-12
    1.1.1 PKI 及其不足  10-11
    1.1.2 可扩展标记语言XML 的优势  11
    1.1.3 XML 密钥管理规范的提出  11-12
  1.2 国内外的研究动态  12-14
  1.3 本论文的主要研究工作  14
  1.4 本文的组织结构  14-17
第二章 XML 安全及Web Services 技术  17-35
  2.1 密码学基础  17-21
    2.1.1 对称密码体制  17-18
    2.1.2 非对称密码体制  18-19
    2.1.3 单向散列函数  19
    2.1.4 数字签名和验证  19-20
    2.1.5 Diffie-Hellman 密钥交换协议  20-21
  2.2 XML 加密  21-23
  2.3 XML 签名  23-24
  2.4 PKI 与XKMS 密钥管理规范  24-30
    2.4.1 XML 密钥信息服务规范  27-28
    2.4.2 XML 密钥注册服务规范  28-30
  2.5 Web Services 技术的研究  30-35
    2.5.1 Web 服务概述  30-32
    2.5.2 SOAP 简单对象访问协议  32-33
    2.5.3 Web 服务安全研究  33-35
第三章基于XML 密钥管理系统的设计  35-49
  3.1 系统设计目标  35
  3.2 XKMS 消息安全传输方案的分析  35-37
    3.2.1 轻量级的实现方式  35-36
    3.2.2 基于PKI 的实现方式  36
    3.2.3 方案的选择  36-37
  3.3 XKMS 系统密钥管理功能的分析  37-38
    3.3.1 代理方式  37
    3.3.2 混合方式  37
    3.3.3 方案的选择  37-38
  3.4 一种改进的DH 密钥交换方案  38-40
  3.5 Web 服务平台的选择  40-41
  3.6 系统的设计  41-42
  3.7 混合加密扩展模块的分析和设计  42-44
    3.7.1 设计混合加密扩展模块模块可能遇到的问题  42-44
    3.7.2 混合加解密扩展模块的设计  44
  3.8 XKMS 扩展模块的设计  44-49
第四章系统实现的关键技术研究  49-79
  4.1 系统网络拓扑结构  49-50
  4.2 开发环境和工具  50-51
  4.3 混合加密扩展模块的实现  51-57
    4.3.1 DiffieHellman 类的实现  51-52
    4.3.2 混合加密/解密类的实现  52-53
    4.3.3 TansformInterceptor 类的实现  53-57
  4.4 XKMS 扩展模块的实现  57-71
    4.4.1 两阶段请求协议  58-60
    4.4.2 扩展模块的实现  60-63
    4.4.3 XKMS 协议模块的实现  63-67
    4.4.4 XKMS 服务提供模块的实现  67-71
  4.5 一个应用实例  71-79
总结及进一步工作  79-81
参考文献  81-85
致谢  85-87
附录 A(攻读学位期间发表论文目录)  87-88
详细摘要  88-91

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