基于USB Key網(wǎng)絡環(huán)境下身份認證技術(shù)的研究及應用.pdf

1、本課題來源于上海市政府二00四年“實事項目”——上海市市民信箱電子郵件系統(tǒng)。本課題所實現(xiàn)的系統(tǒng)模型——上海市市民信箱身份認證系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了郵件資源服務器和市民用戶雙方可靠的雙向身份驗證，保證了實名制信箱用戶的真實性以及確保市民訪問的郵件服務器的真實性。借助于該系統(tǒng)，既能改善日常帳單投送渠道，方便了市民；也為加強政府與市民的聯(lián)系提供了基礎。 身份認證服務是提供網(wǎng)絡安全中其他安全服務的前提和基礎。隨著Internet的發(fā)展，尤其

2、是電子商務的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，信息安全問題己成為社會關(guān)注的熱點，特別是網(wǎng)絡環(huán)境下的信息安全己成為影響國家安全、經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定的重大關(guān)鍵問題。研制和開發(fā)適合不同網(wǎng)絡環(huán)境下的身份認證系統(tǒng)具有重要意義和重大的社會經(jīng)濟效益和廣闊應用前景。特別是安全管理方面，國外對我國仍然有很多技術(shù)出口限制，同時，網(wǎng)絡安全事關(guān)國家主權(quán)和安危的問題，我們必須依靠自己的力量來解決。因此，對該系統(tǒng)的研制開發(fā)將有利于我國信息化建設和發(fā)展。 本文首先對現(xiàn)有的身份

3、認證技術(shù)進行了對比研究，從而對網(wǎng)絡環(huán)境下身份認證系統(tǒng)及其可能遭受的攻擊和威脅有了進一步的認識，特別是對基于USB Key技術(shù)的網(wǎng)絡環(huán)境下的身份認證技術(shù)進行了深入的研究，它是近幾年發(fā)展起來的一種方便、安全、經(jīng)濟的身份認證技術(shù)，采用軟硬件相結(jié)合一次一密的強雙因子認證模式，很好地解決了安全性與易用性之間的矛盾。緊接著以身份認證協(xié)議和身份認證機制為研究重點，論述了已有的身份認證系統(tǒng)的主要認證機制，并且對在網(wǎng)絡環(huán)境中使用身份認證機制的常見認證協(xié)議

4、進行了分析，針對市民信箱身份認證系統(tǒng)的實際應用及網(wǎng)絡中身份認證系統(tǒng)的特點，設計了一套基于動念口令認證機制的請求/響應方式的身份認證協(xié)議，并對該協(xié)議進行了非形式化的分析，證明其邏輯設計的合理性、協(xié)議的有效性和安全性，能夠抵御重放攻擊、網(wǎng)絡監(jiān)聽、中間人攻擊和暴力攻擊。然后再對身份認證的密碼學理淪進行了研究，密碼機制實現(xiàn)了身份認證的認證信息安全傳輸、完整性保證和不可否認性保證。本文主要對MD5和RSA算法進行深入的研究，將中國剩余定理應用于R

5、SA加解密運算，改進了RSA加解密算法程序設計中的運算問題，降低運算時間復雜度，提高加解密算法整體運行效率。最后本課題研究結(jié)合使用密碼技術(shù)和硬件令牌的身份認證技術(shù)，設計了基于USB Key網(wǎng)絡環(huán)境下的市民信箱身份認證系統(tǒng)模型，該系統(tǒng)使用RSA公鑰密碼技術(shù)和MD5單向散列函數(shù)，設計和實現(xiàn)了一套身份認證協(xié)議以及相關(guān)應用接口，可以更加安全和有效地解決網(wǎng)上應用中面臨的網(wǎng)絡身份認證問題。 經(jīng)過初步測試，基于USB Key網(wǎng)絡環(huán)境下的市民信

6、箱身份認證系統(tǒng)基本上能夠達到預期的目標，可以實現(xiàn)郵件資源服務器和市民用戶雙方可靠的雙向身份驗證。該系統(tǒng)對客戶而言，沒有任何的操作要求，只要將載有個人登記信息的特制USB Key，插入連接網(wǎng)絡的PC上，通過身份認證后，就能很方便地打開自己的個人信箱。 可以預見，身份認證技術(shù)必將越來越廣泛地應用于生活和工作的各個領(lǐng)域，潛在巨大的市場和良好的經(jīng)濟效益。因為時間所限，本文僅僅對基于USB Key的身份認證作了部分研究，很多地方還有待進一