江南大学现代远程教育考试大作业信息安全概论.doc
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江南大学现代远程教育考试大作业
考试科目:
《信息安全概论》
一、大作业题目（内容）
题目：
基于信息隐藏的加密通信软件（或系统）
目的：
当前人们在工作和生活中过度依赖QQ、微信等即时通信手段，甚至用其传输商业和单位机密信息，这很容易造成信息泄漏。
为此，急需一种保障类似通信安全的方法和软件。
要求实现的功能：
（1）实现基本通信;
（2）实现加密传输，对待传输的敏感数据进行先加密后隐藏。
将加密后的敏感数据隐写到用户选定的图片中去，第三方无论通过什么途径获得该图片，保证信息都是安全的，从而实现了对敏感信息通信传输的安全保障；（3）逆向解密。
获得图片加密特性，通过解密算法获取图片隐写信息。
大作业具体要求：
1.项目必须为一个基本完整的设计；
2.项目设计报告书旨在能够清晰准确地阐述（或图示）该项目（或方案）；
3.作品报告采用A4纸撰写。
除标题外，所有内容必需为宋体、小四号字、1.25倍行距；
4.项目设计报告逻辑严明、条理清晰。
5.项目设计报告不少于5页；
6.在规定时间以报告形式提交。
基于加密的即时通信系统设计
1.1.系统功能概述
根据自己的实际水平，以及即时聊天的流程需求，基于安全的即时聊天系统应该由服务器端模块、客户端模块、RSA加密解密模块、DES加密解密模块、数字签名和验证模块5部分组成。
根据实际情况，服务端和客户端除了主界面的设计不一样之外，其余的RSA加密解密模块、DES加密解密模块、数字签名和验证模块都采用一样的设计。
各功能模块的设计如下：
（1）服务器模块服务端模块有消息显示文本框、消息发送文本框、显示具体的加密消息等功能
（2）客户端模块客户端模块有消息显示文本框、消息发送文本框、显示具体的加密消息，以及连接相应的服务器的IP地址等功能
（3）RSA加密解密模块RSA加密解密模块可以生成RSA密钥对，对数据进行加密、解密，公钥、私钥的导出等功能。
（4）DES加密解密模块DES加密解密模块可以生成DES密钥，对数据进行加密、解密，对密钥进行导出等功能。
（5）数字签名和验证模块数字签名和验证模块可以对数据利用MD5WithRSA进行数字签名，并且对签名进行验证。
1.2.系统需求分析
关于即时通信方式，现在社会上流行很多软件，如风靡全中国的QQ，以及世界上也广为流行的MSN。
我们就暂且不谈论这些巨大商业型的即时通信软件。
基于学习的原则，此次设计的基于安全的即时通信系统具有以下基本功能：
良好的操作界面。
界面设计良好，操作简单，容易上手，人机交互界面友好。
实现加密解密功能。
能够对数据进行RSA非对称加密解密，DES对称加密解密。
实现数字签名功能。
能够对数据进行数字签名，验证信息的完整性和安全性。
系统运行稳定，安全可靠，出现错误可以提示相应的错误信息。
系统退出。
该系统整体上看，分为五个模块：
服务器模块、客户端模块、RSA加密解密模块、DES加密解密模块、数字签名以及签名验证模块。
整个基于安全的即时通信软件的功能结构如下图所示：
2.各模块简介
2.1服务器端模块
服务器模块，实现对客户端的链接请求，可以显示发送的信息，发送的加密信息等内容：
服务器端实现密钥传递，消息传递，线程启动等代码：
定义输入输出流如下：
publickeyThread（SocketsRSA,SocketsDES）throwsIOException{
ObjOSDES=newObjectOutputStream（sDES.getOutputStream（））;//DES密钥的输出流
ObjOSRSA=newObjectOutputStream（sRSA.getOutputStream（））;//服务器端的RSA公钥输出流
ObjISRSA=newObjectInputStream（sRSA.getInputStream（））;//接收客户端的RSA公钥输入流
}
初始化个通信端口，并启动接受监听线程：
try{
serverKeyRSA=newSKey_RSA（）;//生成服务器端RSA密钥
SKey_DESskeyDES=newSKey_DES（）;
keyDES=skeyDES.getSecretKey（）;//生成DES密钥
serverMsg=newServerSocket（msgPort）;//通信端口
serverRSA=newServerSocket（RSAPort）;//RSA钥匙传递端口
serverDES=newServerSocket（DESPort）;//DES密钥传递端口new
keyThread（serverRSA.accept（）,serverDES.accept（））.start（）;
newrecThread（serverMsg.accept（））.start（）;//启动接收监听线程
}
catch（Exceptione）{
System.out.println（“server.accept:
”+e）;
}
服务器端选择“显示加解密信息”单选框时，消息显示框显示的经过加密的消息的代码如下：
实现代码如下：
if（detailShow.isSelected（））{
msgShowArea.append（“接收到的加密信息：
”+byteToBinary（eData）+“\n”）;
msgShowArea.append（“接收到的加密签名：
”+byteToBinary（eSData）+“\n”）;
msgShowArea.append（“MD5WithRSA签名信息：
”+byteToBinary（sData）+“\n”）;
2.2客户端模块
客户端模块实现对服务器端的链接如下：
privatevoidconnectServer（StringserverAddress）{//连接服务器
try{
clientMsg=newSocket（serverAddress,msgPort）;
clientRSA=newSocket（serverAddress,RSAPort）;
clientDES=newSocket（serverAddress,DESPort）;
if（clientMsg.isBound（）==true&&
clientRSA.isBound（）==true&&
clientDES.isBound（）==true）{
msgShowArea.append（“成功连接服务器！
”+“\n”）;
newkeyThread（clientRSA,clientDES）.start（）;//接收密钥线程
newrecThread（clientMsg）.start（）;//接收信息线程}else{
msgShowArea.append（“连接失败！
”+“\n”）;}
}catch（Exceptione）{
System.out.println（“连接出错:
”+e）;
}
}
客户端保存相应的密钥的代码如下，以下只是其中一个例子：
2.3RSA加密解密模块
该模块主要是利用JAVA自带的SECURITY安全库中的方法进行密钥的生成和管理，以及对数据进行加密，解密。
RSA对数据的加密如下：
2.4DES加密解密模块
DES密钥的生成如下：
2.5数字签名模块
对数据进行签名
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