【摘要】：由于電子郵件方便、快捷的特點,使得其在因特網(wǎng)上被廣泛使用,成為用戶之間傳遞信息的主要工具之一。但是在公開網(wǎng)絡上傳遞信息是不安全的。目前,被廣泛使用的很多電子郵件系統(tǒng)沒有提供對郵件內(nèi)容的隱私保護,在傳遞過程中郵件內(nèi)容很容易被竊取。如何保證電子郵件的安全,成為廣受關(guān)注的重要信息安全問題。本論文主要研究電子郵件加密系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。首先,對基于PKI技術(shù)的加密系統(tǒng)與基于身份的加密系統(tǒng)進行了分析和比較,指出基于身份的密碼體制非常適合用于電子郵件系統(tǒng)中,為郵件內(nèi)容的機密性提供安全保障。在上述分析的基礎(chǔ)上,以基于身份的密碼系統(tǒng)為核心設(shè)計了一個電子郵件加密系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中,郵件地址作為可惟一識別用戶的身份信息就是用戶的公鑰。系統(tǒng)中用戶的私鑰由一個可信的密鑰生成中心根據(jù)用戶的郵件地址來產(chǎn)生,并秘密傳遞給用戶。在對郵件內(nèi)容的加密中,把基于身份的Boneh-Franklin加密方案和我國的商用對稱加密標準SM4加密算法相結(jié)合,實現(xiàn)了混合加密。在系統(tǒng)開發(fā)方面,本文利用Stanford大學的開放源代碼的IBE程序庫,在Windows操作系統(tǒng)下,將公鑰密碼系統(tǒng)和對稱加密系統(tǒng)結(jié)合在一起實現(xiàn)了混合加密。在其中,用公鑰(用戶的郵件地址)加密對稱密鑰,對稱密鑰通過對稱算法來加密郵件內(nèi)容。其中的對稱加密算法在實現(xiàn)時采用了 SM4算法的ECB工作模式。公鑰加密采用的是基于身份的Boneh-Franklin加密方案,并使用JPBC庫實現(xiàn)了包括私鑰提取算法、加密算法、解密算法,形成相應的算法庫,并以此為基礎(chǔ)開發(fā)了可信的密鑰生成中心和基于身份的郵件加密系統(tǒng)。郵件用戶安裝此軟件,并注冊為系統(tǒng)用戶后,即可獲得以其郵件地址為公鑰的用戶私鑰。之后兩個注冊用戶就可方便地進行郵件的保密通信。傳遞機密內(nèi)容時,發(fā)送方用接收方的公鑰加密隨機選取的會話密鑰K,產(chǎn)生密文第一部分,然后以用SM4加密算法對撰寫的郵件內(nèi)容進行加密,產(chǎn)生密文第二部分,把兩部分密文一起發(fā)送給接收方。接收方收到密文后,用自己的私鑰對第一部分密文進行解密獲得會話密鑰K,然后用SM4解密算法以K為密鑰解密第二部分密文以獲取郵件的明文內(nèi)容。在Windows操作系統(tǒng)下使用多個郵件用戶進行了大量實驗。實驗結(jié)果表明系統(tǒng)的各功能模塊都能夠很好的運行且性能穩(wěn)定,說明本文設(shè)計的基于身份的郵件加密系統(tǒng)能很好地實現(xiàn)對郵件內(nèi)容的隱私保護。
【圖文】：

第１章緒論如果接收方要查看郵件，就要使用和收件人一樣的密鑰尺來解密郵件密文。使用逡逑解密算法以密鑰尺為輸入對密文進行解密，最終得到原始郵件。在使用對稱算法逡逑的郵件加密系統(tǒng)中，收件人和發(fā)件人都使用相同的密鑰對郵件內(nèi)容進行加密和解逡逑密，這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。所以說，在發(fā)送郵件之前，收件人逡逑和發(fā)件人需要協(xié)商密鑰。在這樣的系統(tǒng)中，需要解決密鑰的傳遞、保存、交換。逡逑這種方式的郵件加密系統(tǒng)目前很少使用。逡逑基于對稱密碼體制的雙方保密通信過程如下所示。逡逑發(fā)送方邐接收方逡逑

ＲＳＡ［２６，，２７］（Ｒｉｖｅｓｔ－Ｓｈａｒｍｉｒ－Ａｄｌｅｍａｎ）是用的最多的公鑰密碼算法，其特網(wǎng)的不安全通道上發(fā)送安全敏感的數(shù)據(jù)。知道公鑰計算私鑰在計的。一般公鑰密碼體制運行速度比較慢。逡逑公鑰加密（Ｐｕｂｌｉｃ邋Ｋｅｙ邋Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）方案簡稱ＰＫＥ方案。一般它是由的，表示為Ｄｅｃ）：逡逑（１）密鑰生成算法尺Ｇ（７＾）。Ｍ表示消息空間，表示一對鑰生成算法的輸出是（／Ｖ．，邐均。逡逑⑵及ｋ是加密算法。對在消息空間中Ｖｗ￡Ｍ，其中ｗ是明文，文進行加密，輸出的是密文ｃ。表達為其中五逡逑也記逡逑（３）解密算法邋Ｄｅｃ。Ｚ）ｅｃ（ｃ；，邋＊Ｓｆｃｙ）輸出邋ｗ邋ｅ邋｛／ｍ，｝邋ＵＭ／ｔ，其間｛／”ｖ｝邋Ｕ空間，一般將？0％（＜：，５＾，）記做？ＤｅＣｉ／ｃｅＸｃ）。逡逑這些算法要滿足正確性要求，是私鑰，對在消息空間中ＶｍＥ當且僅當邐Ｐｔｅｙ）。逡逑設(shè)用戶Ｂ的公私鑰對為（戶＾，用戶Ａ向用戶Ｂ發(fā)送消息的公下圖所示。逡逑
【學位授予單位】：南京師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP393.098

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本文編號：2571855