基于PKI技术的网络安全平台设计分析

    [摘要]采用USB加密机和PKI技术设计并实现一个网络安全平台。该安全平台实现身份验证、安全传输和访问权限等功能。研究该平台所使用的协议的工作流程，并详细介绍客户端、访问控制服务器和证书管理系统的工作原理。

　　[论文关键词]信息安全 PKI 安全协议 USB加密机 网络安全平台

　　一、概述

　　本文的目的是开发基于PKI技术的网络安全认证和连接平台。该平台使用USB密码机，利用PKI体系的相关技术，构建一个供拥有密码机的合法用户通过内网或者互联网访问内部网络的资源服务器的安全平台。平台要求实现用户的和服务器的双向认证、密钥磋商、用户访问权限管理，保证信息传输的保密性、完整性、不可否认性。
　　这个网络安全平台的服务器端分为两个部分，访问控制服务器和证书管理服务器。访问控制服务器是直接与客户端交换数据的服务器，负责的是与客户端完成密钥磋商，实现加密传输，控制客户端的访问权限。证书管理服务器负责包括访问控制服务器在内的所有用户的证书牛成和证书颁发。证书采用X.509v3格式，并且在连接的时候负责用户的身份鉴定。

　　二、USB密码机介绍

　　本文中采用的SJW-21C型USB密码机是采用USB接口的密码设备。
　　SJW-21C型密码机的对称加密算法使用的是经密码局鉴定的专用密码算法芯片，其加密分组为64位，密钥长度为128位，密码机的对称加密速度≥SMbps，公钥算法支持1024何的RSA，签名速度≥4次/秒，摘要算法则支持SHA—l和MDS。密码机还内置通过国家有关部门鉴定的随机数发生器，并且支持随机数的筛选，也就是会自动检查随机数的质量，如果达不到要求，会自动舍去。另外，密码机本身也硬件支持生成RSA密钥对。

　　三、PKI同络安全平台原理介绍

　　基于PKI的网络安全平台的安全认证过程分为两个部分，一个是认证信息初始化过程，一个是对用户的入网认证过程，

　　(一)认证信息初始化 （科教范文网http://fw.NSEAC.com编辑发布）
　　认证信息初始化指的是这个网络安伞平台在架设起来之后，证书管理系统会生成所有用户包括访问控制服务器的证书和私钥，然后分发到各自的密码机中去，具体过程如下。
　　1，将证书管理系统安装好之后，会进行初始化。
　　2，证书系统会开始根据需要牛成其他认证实体的证书。
　　3，各用户将自己的密码机拿到证节管理系统里面来初始化，写入证书和私钥。
　　4，密码机初始化完毕之后，只要把密码机安装到任何一个可以连接到访问控制服务器的电脑上，运行客户端，输入正确的PIN码，就可以开始按照自己的权限来使用资源服务器上面的内容。以上就是整个安全平台系统的初始化过程。

　　(二)安全平台认证协议的认证过程
　　安全平台的认证协议设计思想来自SSL/TLS协议，但不是纯粹的将两者简单的加在一起，因为那样不仅小能发挥USB密码机的真正优势，密码机本身的特性也会对SSL/TLS协议的安全性带来影响，所以这个协议是在理解了SSL/TLS协议的设计思想之后根据密码机的安全功能和实际情况之后设计的。在下面的介绍里，会将密码机所自带的128位国产对称加密算法称为SAl28，认证协议过程如图1所示。