毕业设计122密钥管理系统.docx
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毕业设计122密钥管理系统
前言…………………………………………………………………………
第一章系统开发背景……………………………………………………
1.1公交子系统目标……………………………………………………
1.2关于本系统概述……………………………………………
1.3关于本系统所用DES算法实现过程分析………………………
第二章系统需求分析…………………………………………………….
2.1公交子系统需求分析………………………………………………….
2.2发放密钥系统需求分析……………………………………………….
第三章系统设计…………………………………………………………
3.1系统流程图……………………………………………………………
3.2数据库设计……………………………………………………………
3.2.1表的结构设计……………………………………………………
3.3安全性设计……………………………………………………………
第四章系统实施………………………………………………………….
4.1系统开发工具选择……………………………………………………
4.1.1前端开发工具……………………………………………………
4.1.2后台数据库开发工具……………………………………………
4.2主要程序部分源代码介绍……………………………………………
第五章系统运行……………………………………………………………
5.1系统运行环境……………………………………………………………
5.1.1本机硬件环境…………………………………………………..
5.1.2本机软件环境…………………………………………………….
5.2系统操作…………………………………………………………………
5.2.1系统登陆………………………………………………………..
5.2.2帐号管理……………………………………………………….
5.2.3密钥发放系统查询………………………………………………
5.2.4模拟发放密钥……………………………………………………
5.2.5编辑结果………………………………………………………….
5.3系统主要窗体及说明…………………………………………………
第六章毕业设计总结………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………
附录等………………………………………………………………………..
前言
1993年以来，随着国家金卡工程的实施，国际上先进的IC卡应用技术被引入我国。
而随着我国信息产业及城市建设的不断发展，城市一卡通这个新概念也走入了我们的生活。
城市一卡通系统就是采用先进成熟的计算机技术，构筑城市一卡通应用的信息平台，为城市信息化管理提供科学依据。
目标系统将涵盖公交、地铁、自来水、电业、煤气等城市公共事业各个方面。
通过城市一卡通实现客运、地铁的消费、煤气、自来水、供电的结算等一卡化，统一规范，信息共享，一卡多用，方便使用，为城市居民提供方便的优质服务，提高整个城市的生活质量。
由于沈阳市城市一卡通工程项目关系到市民的切身生活，关系到各个加入业主的利益。
因此，系统的安全设计尤为重要。
沈阳市"城市一卡通"安全系统的实施，使全市形成一个完整的智能卡运营系统，构建出一个具有高安全性、高可靠性、可扩充的一卡通系统平台。
第一章系统开发背景
1.1公交子系统目标
沈阳位于中国东北地区的南部，是东北地区的中心城市，是连通关内与东北各地的咽喉。
沈阳市总面积为12980平方公里，其中城区面积185平方公里。
1999年沈阳市总户数为212.6万户，其中市中心区（市内五区和郊区九个街道）户数为112.6万户，全市人口总数677.1万人，其中市区480万人。
城市信息网络已初步建立，以ISDN（综合业务服务网）和PSDN（公共电话网）为主，这为城市信息化建设提供了良好的网络基础。
针对上述城市自然状况，在沈阳比较适合实施城市信息一卡化的发展目标，实现公交、地铁的消费、煤气、自来水、供电的结算等一卡化，实现统一规划，信息共享，一卡多用。
一卡化方便用户使用，为城市居民提供方便的优质服务，提高整个城市的生活质量。
沈阳城市一卡通具体功能需求为在非金融领域实现“一卡多用”。
城市一卡通公交子系统的目的，是把目前公共汽车的无人售票及其它售票方式以IC卡电子收费作为支付手段，以计算机系统为信息处理方法的现代化管理系统，一方面能加快客运汽车的收费速度、提高效率、方便市民；另一方面自动化处理客运信息、准确结算、动态分析，为客运企业的运营，城市交通的管理，城市建设及发展奠定良好的基础。
1.2本系统概述
本密钥管理子系统完成整个系统的各种密钥生成、分配、装载和更新功能。
通过密钥管理子系统，实现管理部门能够对整个系统的进行安全布控，从而使得整个系统运行置于管理部门的安全控管，消除了研制、生产单位对系统的安全构成的威胁。
这样，从根本上保护了应用管理部门的利益不受侵害。
密钥管理子系统通过逐级发卡初始化实现密钥生成、分配、装载。
各城市首先由主管领导生成城市总控卡，并结合建设部发放的城市主密钥卡生成城市密钥母卡。
由城市密钥母卡生成并装载ISAM卡、ESAM模块和用户卡密钥。
沈阳市一卡通工程项目系统在设计时重点考虑了安全要求。
在系统运行的各个环节采用多项安全措施，如：
采用高安全的交易流程，关键数据加带数据签名密文传输，应用系统叫色授权管理。
并却选取高安全性系统平台产品，应用系统安全设计与系统平台产品的安全性相结合，保证系统的安全。
系统中交易安全通过采用金融规范来保证；系统运行的安全通过确保网络系统安全来实现，信息安全主要是保证信息传输安全和存储安全。
1.3DES算法实现过程分析
1. 处理密钥:
1.1 从用户处获得64位密钥.（每第8位为校验位,为使密钥有正确的奇偶校验,每个密钥要有奇数个”1”位.（本文如未特指，均指二进制位）
1.2 具体过程:
1.2.1 对密钥实施变换,使得变换以后的密钥的各个位与原密钥位对应关系如下表所示:
表一为忽略校验位以后情况
57,49,41,33,25,17,9,
1,58,50,42,34,26,18,
10,2,59,51,43,35,27,
19,11,3,60,52,44,36,
63,55,47,39,31,23,15,
7,62,54,46,38,30,22,
14,6,61,53,45,37,29,
21,13,5,28,20,12,41.2.2
把变换后的密钥等分成两部分,前28位记为C[0], 后28位记为D[0].
1.2.3 计算子密钥（共16个）， 从i=1开始。
1.2.3.1 分别对C[i-1],D[i-1]作循环左移来生成C[i],D[i].（共16次）。
每次循环左移位数
如下表所示：
循环次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
左移位数 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
1.2.3.2 串联C[i],D[i]，得到一个56位数，然后对此数作如下变换以产生48位子密钥K[i]。
变换过程如下：
14,17,11,24,1,5,
3,28,15,6,21,10,
23,19,12,4,26,8,
16,7,27,20,13,2,
41,52,31,37,47,55,
30,40,51,45,33,48,
44,49,39,56,34,53,
46,42,50,36,29,32
1.2.3.3 按以上方法计算出16个子密钥。
2．对64位数据块的处理：
2．1 把数据分成64位的数据块，不够64位的以适当的方式填补。
2．2对数据块作变换。
bit goes to bit bit goes to bit
58 1 57 33
50 2 49 34
42 3 41 35
34 4 33 36
26 5 25 37
18 6 17 38
10 7 9 39
2 8 1 40
60 9 59 41
52 10 51 42
44 11 43 43
36 12 35 44
28 13 27 45
20 14 19 46
12 15 11 47
4 16 3 48
62 17 61 49
54 18 53 50
46 19 45 51
38 20 37 52
30 21 29 53
22 22 21 54
14 23 13 55
6 24 5 56
64 25 63 57
56 26 55 58
48 27 47 59
40 28 39 60
32 29 31 61
24 30 23 62
16 31 15 63
8 32 7 64
2．3 将变换后的数据块等分成前后两部分，前32位记为L[0],后32位记为R[0]。
2．4 用16个子密钥对数据加密。
2．4．1 根据下面的扩冲函数E，扩展32位的成48位
32,1,2,3,4,5,
4,5,6,7,8,9,
8,9,10,11,12,13,
12,13,14,15,16,17,
16,17,18,19,20,21,
20,21,22,23,24,25,
24,25,26,27,28,29,
28,29,30,31,32,12．
4．2 用E{R[i-1]}与K[i]作异或运算。
2．4．3 把所得的48位数分成8个6位数。
1-6位为B[1]，7-12位为B[2],……43-48位为B[8]。
2．4．4 用S密箱里的值替换B[j]。
从j=1开始。
S密箱里的值为4位数，共8个S密箱
2．4．4．1 取出B[j]的第1和第6位串联起来成一个2位数，记为m.。
m即是S密箱里用来替换
B[j]的数所在的列数。
2．4．4．2 取出B[j]的第2至第5位串联起来成一个4位数，记为n。
n即是S密箱里用来替换
B[j]的数所在的行数。
2．4．4．3 用S密箱里的值S[j][ m][ n]替换B[j]。
8个S密箱如下所示：
--------
S-BOXES1
Binary d1d6 => 00 01 10 11
\/ d2..d5 \/ Dec 0 1 2 3
0000 0 14 0 4 15
0001 1 4 15 1 12
0010 2 13 7 14 8
0011 3 1 4 8 2
0100 4 2 14 13 4
0101 5 15 2 6 9
0110 6 11 13 2 1
0111 7 8 1 11 7
1000 8 3 10 15 5
1001 9 10 6 12 11
1010 10 6 12 9 3
1011 11 12 11 7 14
1100 12 5 9 3 10
1101 13 9 5 10 0
1110 14 0 3 5 6
1111 15 7 8 0 13
--------
S-BOXES2
binary d1d6 => 00 01 10 11
\/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3
0000 0 15 3 0 13
0001 1 1 13 14 8
0010 2 8 4 7 10
0011 3 14 7 11 1
0100 4 6 15 10 3
0101 5 11 2 4 15
0110 6 3 8 13 4
0111 7 4 14 1 2
1000 8 9 12 5 11
1001 9 7 0 8 6
1010 10 2 1 12 7
1011 11 13 10 6 12
1100 12 12 6 9 0
1101 13 0 9 3 5
1110 14 5 11 2 14
1111 15 10 5 15 9
--------
S-BOXES3
binary d1d6 => 00 01 10 11
\/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3
0000 0 10 13 13 1
0001 1 0 7 6 10
0010 2 9 0 4 13
0011 3 14 9 9 0
0100 4 6 3 8 6
0101 5 3 4 15 9
0110 6 15 6 3 8
0111 7 5 10 0 7
1000 8 1 2 11 4
1001 9 13 8 1 15
1010 10 12 5 2 14
1011 11 7 14 12 3
1100 12 11 12 5 11
1101 13 4 11 10 5
1110 14 2 15 14 2
1111 15 8 1 7 12
--------
S-BOXES4
binary d1d6 => 00 01 10 11
\/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3
0000 0 7 13 10 3
0001 1 13 8 6 15
0010 2 14 11 9 0
0011 3 3 5 0 6
0100 4 0 6 12 10
0101 5 6 15 11 1
0110 6 9 0 7 13
0111 7 10 3 13 8
1000 8 1 4 15 9
1001 9 2 7 1 4
1010 10 8 2 3 5
1011 11 5 12 14 11
1100 12 11 1 5 12
1101 13 12 10 2 7
1110 14 4 14 8 2
1111 15 15 9 4 14
--------
S-BOXES5
binary d1d6 => 00 01 10 11
\/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3
0000 0 2 14 4 11
0001 1 12 11 2 8
0010 2 4 2 1 12
0011 3 1 12 11 7
0100 4 7 4 10 1
0101 5 10 7 13 14
0110 6 11 13 7 2
0111 7 6 1 8 13
1000 8 8 5 15 6
1001 9 5 0 9 15
1010 10 3 15 12 0
1011 11 15 10 5 9
1100 12 13 3 6 10
1101 13 0 9 3 4
1110 14 14 8 0 5
1111 15 9 6 14 3
--------
S-BOXES6
binary d1d6 => 00 01 10 11
\/ d2..d5 \/ dec 0 1 2 3
0000 0 12 10 9 4
0001 1 1 15 14 3
0010 2 10 4 15 2
0011 3 15 2 5 12
0100 4 9 7 2 9
0101 5 2 12 8 5
0110 6 6 9 12 15
0111 7 8 5 3 10
1000 8 0 6 7 11
1001 9 13 1 0 14
1010 10 3 13 4 1
1011 11 4 14 10 7
1100 12 14 0 1 6
1101 13 7 11 13 0
1110 14 5 3 11 8
1111 15 11 8 6 13
--------
S-BOXES7
binary d1d6 => 00 01 10 11
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