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多网络通信与安全的研究和实现

作　者: 王涛
导　师: 王剑
学　校: 东北大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 多网络 TCPFTP协议跳频认证加密算法
分类号: TN915.0
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 100次
引　用: 1次
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内容摘要

在某些特殊领域或者某些特殊情况下,主管单位和下属多个单位之间没有统一的网络结构,以笔者单位为例,其下属单位的网络连接,分别隶属于几个物理上互不连通的网络。而笔者所在单位,则这几种网络同时都延伸了过来。于是,如何利用这些不同的网络,使之更加畅通、便捷的用于通信,是摆在我们面前需要解决的一个问题。这个问题的一个现有的解决方法,就是使用一个或几个路由器来连接这几个网络,从而实现多网络的互连,达到数据的交换和处理的目的,但这要带来一系列其他方面的问题,如成本方面的控制,因为购买性能较好的路由器需要很大的开销；另一方面,对于特殊的数据,如特定数据的过滤,也是一件不太容易的事情。如果能够自行编写程序解决这个问题,那么上面的问题就可以一一搞定。目标系统是一个面向应用的多网络通信系统。它需要解决实际存在的问题,并同时要考虑到实际应用的各个方面,如软件的可操作性、安全性等。路由器作为系统实现方案的一种方法,其特点是建成时间短,设备只要购进,进行简单的安装和调试即可,稳定性也有保证。但一方面性能好的路由器需要较大的费用开销,另一个方面,随意的要求路由器实现对于特定的数据过滤,可能存在较大的难度,最后一方面的问题是,一些特定的部门,如部队以及一些机密部门等等,对于自己编写软件来实现特定目的,还是要比第三方的软件来的更可靠。本文在深入TCP/IP协议的基础上,充分应用了自编软件的灵活性,使用自定义的TCPFTP协议来对数据包进行进一步的安全性增强。其中,系统引用通信领域中的“跳频”技术的工作原理对数据进行认证,这使得系统的可靠性大大增加。文章详细描述了“跳频认证”的原理和设计方案。作为一个完整的应用系统,本文内还采用了简单的加密算法,用于保证数据的加密传送。对数据加密是一个完整应用系统所不可或缺的一部分。加密算法可谓复杂多样,加密速度、加密可靠性也是不同的。而且加密学也是一个独立的研究内容。本文仅仅是采用了一种较为简单的加密算法,以满足系统的完整性要求。对于实际应用,也预留了相应的接口,以便于采用较为复杂的加密算法。最后的实验结果表明,目标系统能够完全胜任设计的目的,完全实现了设计的初衷。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章引言  11-15
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 本文的主要工作  12
  1.3 本文的组织结构  12-15
第2章数据通信和安全相关技术  15-25
  2.1 计算机数据通信技术简介  15-18
    2.1.1 路由技术  15-16
    2.1.2 交换技术  16-18
    2.1.3 结论  18
  2.2 系统的工作模式  18-21
    2.2.1 C/S模式与B/S模式介绍  19-20
    2.2.2 C/S模式与B/S模式性能分析  20-21
  2.3 数据安全相关技术  21-25
    2.3.1 数据通信面临的威胁  22
    2.3.2 数据通信安全的目标  22-23
    2.3.3 数据通信安全的手段  23-24
    2.3.4 常用的几种安全加密技术  24
    2.3.5 本系统中采用的通信安全手段  24-25
第3章多网络安全通信的总体设计  25-37
  3.1 系统总体功能模块  26
  3.2 数据安全模块  26-31
    3.2.1 在自定义报文中采用跳频认证技术  26-30
    3.2.2 对数据进行加密  30
    3.2.3 对用户进行管理  30-31
  3.3 时间同步模块  31-32
    3.3.1 问题描述  31
    3.3.2 时间同步的方法  31-32
  3.4 错误处理模块  32-33
  3.5 数据发送与接收模块  33-37
    3.5.1 数据发送  33-35
    3.5.2 数据接收  35-37
第4章多网络安全通信的实现  37-59
  4.1 数据安全模块  37-42
    4.1.1 附加自定义数据包头及跳频认证技术的实现  37-39
    4.1.2 对数据进行加密  39-40
    4.1.3 对用户进行管理  40-42
  4.2 时问同步模块的实现  42-47
    4.2.1 时间同步的分析  43-44
    4.2.2 时间同步的实现  44-47
  4.3 错误处理模块的实现  47-50
    4.3.1 网络连接中断错误的处理  47-48
    4.3.2 数据收发错误的处理  48
    4.3.3 对错误的记录  48-50
  4.4 特定数据的过滤与处理  50-51
    4.4.1 特定数据的过滤  50-51
    4.4.2 特定数据的处理  51
  4.5 数据发送与接收模块的实现  51-57
    4.5.1 数据发送  51-54
    4.5.2 数据接收  54-57
  4.6 核心功能类CCMDProcess的类图  57-59
第5章系统测试  59-67
  5.1 测试方法  59
  5.2 测试环境  59-60
  5.3 测试及结果分析  60-67
    5.3.1 测试目的  60
    5.3.2 测试过程和结果  60-67
第6章结论  67-69
参考文献  69-73
致谢  73

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