本文關(guān)鍵詞：專用安全設(shè)備的終端實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 安全設(shè)備 遠(yuǎn)程監(jiān)控 指紋識別 SM2算法 加密通信

【摘要】：近年來,隨著國際與國內(nèi)信息安全問題的逐漸加劇,對信息安全有特殊需求的國內(nèi)重要部門在對涉密資料、設(shè)備的保護(hù)方面,面臨的安全威脅越來越嚴(yán)峻。傳統(tǒng)的單機(jī)式專用安全鎖設(shè)備,如保密柜、門禁等,僅僅配上視頻監(jiān)控,已經(jīng)無法滿足各級部門對于實(shí)時監(jiān)控、危險預(yù)警、及時追蹤、日志審計(jì)等方面的安全需求。同時,由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起與快速發(fā)展,傳統(tǒng)的嵌入式設(shè)備也逐漸走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化。在這種迫切的需求與網(wǎng)絡(luò)化潮流下,專用安全設(shè)備需要進(jìn)一步的提高自身的安全性與可靠性,提供強(qiáng)大的日志記錄與報(bào)警功能,并實(shí)時的接入網(wǎng)絡(luò),對身份認(rèn)證進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程的雙重認(rèn)證。同時,設(shè)備需要將自身的運(yùn)行狀態(tài)、操作日志、視頻信息等數(shù)據(jù)同步的上傳到遠(yuǎn)端服務(wù)器,讓遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行一對多的集中式實(shí)時監(jiān)控。對終端系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控技術(shù)的研究,其重點(diǎn)在于如何將終端的數(shù)據(jù)安全地傳輸?shù)椒⻊?wù)器端,所以對網(wǎng)絡(luò)中通信的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密是必不可少的。為了保障系統(tǒng)的安全性與加密通信的性能,本文基于國家密碼管理局發(fā)布的SM2、SM3、SM4密碼算法,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于SM2算法進(jìn)行密鑰交換,SM4算法進(jìn)行會話加密、SM3算法進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證的一整套加密通信流程。SM2公鑰密碼算法是我國自主研發(fā)的ECC橢圓曲線密碼算法,它相對于RSA算法有密鑰更短、速度更快、消耗系統(tǒng)資源更少等特點(diǎn),所以被用于升級并取代RSA算法。同樣,SM3與SM4算法也是由我國研發(fā)并用于取代目前市場上通用的國際密碼算法。本文通過結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、信息化技術(shù)、加密技術(shù)、以及生物識別中的指紋識別技術(shù),基于嵌入式、單片機(jī)、傳感器等平臺設(shè)計(jì)了一套專用安全設(shè)備的終端最小系統(tǒng),包括整個終端系統(tǒng)的框架的設(shè)計(jì),終端的主板模塊、鎖控模塊、指紋識別模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、觸摸顯示模塊的硬件與軟件的實(shí)現(xiàn)。此外,本文通過使用OpenSSL開源算法庫中的基礎(chǔ)大數(shù)運(yùn)算庫,實(shí)現(xiàn)了SM2算法的密鑰交換協(xié)議,并結(jié)合SM3與SM4密碼算法,完成了一套滿足SSL安全協(xié)議的加密通信流程。最后,本文對專用安全設(shè)備的終端系統(tǒng)的各個模塊都進(jìn)行了功能測試,并對通信加密模塊進(jìn)行了性能測試,驗(yàn)證了系統(tǒng)的性能與可靠性。
【關(guān)鍵詞】：安全設(shè)備 遠(yuǎn)程監(jiān)控 指紋識別 SM2算法 加密通信
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN918
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-24
• 1.1 研究工作的背景與意義15
• 1.2 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀15-17
• 1.3 安全終端系統(tǒng)簡介17-22
• 1.3.1 系統(tǒng)需求概述17
• 1.3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)17-18
• 1.3.3 安全終端的設(shè)計(jì)18-21
• 1.3.4 安全終端的核心功能21-22
• 1.4 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新22-23
• 1.5 本論文的結(jié)構(gòu)安排23-24
• 第二章 加密算法理論24-51
• 2.1 密碼學(xué)簡介24-28
• 2.1.1 對稱密碼體制24-26
• 2.1.2 非對稱密碼體制26-27
• 2.1.3 消息摘要算法27-28
• 2.2 兩種主要的非對稱密碼算法28-31
• 2.2.1 RSA密碼算法28-29
• 2.2.2 ECC橢圓曲線加密算法29-30
• 2.2.3 兩種公鑰密碼算法的對比30-31
• 2.3 國家商用密碼算法31-45
• 2.3.1 SM2公鑰密碼算法31-38
• 2.3.2 SM3密碼雜湊算法38-42
• 2.3.4 SM4分組密碼算法42-45
• 2.4 安全終端遠(yuǎn)程通信加密研究45-49
• 2.4.1 SSL安全協(xié)議46-47
• 2.4.2 遠(yuǎn)程通信加密方案的設(shè)計(jì)47-49
• 2.5 本章小結(jié)49-51
• 第三章 指紋識別理論51-59
• 3.1 采用指紋識別算法的必要性51-52
• 3.2 指紋圖像的采集52-53
• 3.2.1 光學(xué)指紋傳感器52
• 3.2.2 半導(dǎo)體電容式指紋傳感器52-53
• 3.3 指紋算法簡介53-58
• 3.3.1 圖像的預(yù)處理53-56
• 3.3.2 特征提取56-58
• 3.3.3 指紋的匹配58
• 3.4 本章小結(jié)58-59
• 第四章 硬件平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)59-76
• 4.1 系統(tǒng)總體框架59-60
• 4.2 主板模塊60-67
• 4.2.1 OMAP-L138開發(fā)套件60-65
• 4.2.2 U-Boot與Linux內(nèi)核65-67
• 4.3 鎖控模塊67-69
• 4.3.1 MSP430微控制器67-69
• 4.3.2 MSP430開發(fā)板69
• 4.4 指紋識別模塊69-75
• 4.4.1 FPC1011F指紋傳感器71
• 4.4.2 AS602指紋識別板71-75
• 4.5 本章小節(jié)75-76
• 第五章 核心功能的軟件實(shí)現(xiàn)76-95
• 5.1 終端內(nèi)部加密通信76-81
• 5.1.1 明文的生成76-77
• 5.1.2 隨機(jī)數(shù)的生成77-78
• 5.1.3 SM4加解密算法的實(shí)現(xiàn)78-79
• 5.1.4 主板加密通信實(shí)現(xiàn)79-80
• 5.1.5 鎖控板加密通信實(shí)現(xiàn)80-81
• 5.2 遠(yuǎn)程加密通信81-85
• 5.2.1 OpenSSL開源算法庫82-83
• 5.2.2 SM2密鑰對生成的實(shí)現(xiàn)83-84
• 5.2.3 SM2密鑰交換的實(shí)現(xiàn)84
• 5.2.4 SM3密碼雜湊算法的實(shí)現(xiàn)84-85
• 5.3 指紋的錄入與驗(yàn)證85-90
• 5.3.1 數(shù)據(jù)包格式85-87
• 5.3.2 API函數(shù)的實(shí)現(xiàn)87
• 5.3.3 指紋錄入的實(shí)現(xiàn)87-89
• 5.3.4 指紋驗(yàn)證的實(shí)現(xiàn)89-90
• 5.4 觸摸屏UI界面90-94
• 5.4.1 Qt Creator90-91
• 5.4.2 多線程控制91-92
• 5.4.3 對象之間的通信92-93
• 5.4.4 數(shù)字軟鍵盤93-94
• 5.5 本章小結(jié)94-95
• 第六章 系統(tǒng)測試與評估95-102
• 6.1 系統(tǒng)測試95-101
• 6.1.1 功能測試95-100
• 6.1.2 性能測試100-101
• 6.2 本章小節(jié)101-102
• 第七章 總結(jié)與展望102-104
• 7.1 論文總結(jié)102-103
• 7.2 展望103-104
• 致謝104-105
• 參考文獻(xiàn)105-107

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本文編號：711873