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文件透明加密保护系统的设计与实现

作　者: 顾欣
导　师: 苗启广; 刘建港
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机技术
关键词: 信息安全 透明加解密 sfilter 文件过滤驱动
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着信息化建设的快速发展，信息安全成为了人们新的关注热点。电子文档的易传播性、易扩散性决定了它的不安全性。为了确保企业数据信息的安全，有必要对电子文档进行数据加密的安全处理。目前，针对文件加密保护已经有了不少的技术和产品，但都存在着各自的缺陷，因此文件加密保护系统有待进一步的研究和开发。本文通过深入分析与研究目前文件加密保护技术的现状，结合实际客户应用需求，设计并实现了基于文件过滤驱动的文件透明加密保护系统。该系统的设计目标是实现文件在用户计算机系统上的密文存储、明文显示，从而保证用户文件的安全性。该系统的设计原则是透明性，即不改变用户原有的文件操作习惯。本文设计的文件透明加密保护系统以文件系统过滤驱动框架sfilter为基础，结合位于USBKey中的DES加密算法，实现了对文件的过滤与加解密处理。同时，用户层中的应用管理程序提供操作界面，为用户提供登录、注销、加密文件类型选择、加密路径选择等功能，并实现与USBKey之间的交互以及与过滤驱动之间的交互。文件过滤驱动是本文设计系统的核心部分。在用户打开文件时，文件过滤驱动会截获用户的操作请求，获取相应文件的数据，与应用管理程序通信后调用USBKey中的DES算法完成文件数据的解密工作，最后将明文显示给用户；加密的处理过程则与之相反。本系统采用了添加文件头作为加密标识的方法，确保系统对是否为加密文件的正确辨别。同时，本系统实现了在非登录状态下对受保护文件的隐藏以及访问屏蔽，配合过滤驱动形成了系统对文件的三级保护策略，显著提高了系统的安全性。测试证明，该系统所设计的各项功能都具有很高的稳定性，在安全性上达到了预期的设计目标。同时，通过与单纯依靠过滤驱动完成加解密的系统比较，系统在加解密效率上有着明显的优势。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 引言  8
  1.2 研究背景  8-9
  1.3 国内外研究现状  9-10
  1.4 主要研究内容  10-11
  1.5 论文章节安排  11-12
第二章 系统相关技术背景  12-28
  2.1 透明加密技术  12-14
    2.1.1 HOOK 透明加密技术  12-13
    2.1.2 驱动透明加密技术  13-14
  2.2 文件系统驱动  14-17
    2.2.1 本机文件系统  15
    2.2.2 网络文件系统  15-16
    2.2.3 分布式文件系统  16-17
  2.3 文件系统过滤驱动  17-18
  2.4 过滤驱动框架  18-19
    2.4.1 Sfilter 框架  18
    2.4.2 Minifilter  18-19
  2.5 驱动模型的介绍  19-23
    2.5.1 NT 式驱动程序  19-20
    2.5.2 WDM 式驱动程序  20-22
    2.5.3 WDF 式驱动程序  22-23
  2.6 驱动开发中的重要数据结构  23-28
    2.6.1 驱动对象（DRIVER_OBJECT）  23-24
    2.6.2 设备对象（DEVICE_OBJECT）  24
    2.6.3 设备扩展（DEVICE_EXTENSION）  24-25
    2.6.4 输入输出请求包（IRP）  25-28
第三章 系统的设计与实现  28-48
  3.1 设计原则  28
  3.2 系统整体设计  28-31
    3.2.1 系统框架设计  28-29
    3.2.2 USBKey  29-30
    3.2.3 过滤驱动  30
    3.2.4 应用程序  30-31
  3.3 过滤驱动的设计与实现  31-40
    3.3.1 过滤驱动的设计  32-36
    3.3.2 过滤驱动的实现  36-40
  3.4 内核层与应用层交互的设计与实现  40-45
    3.4.1 内核层与应用层通信的设计与实现  40-42
    3.4.2 内核层与应用层之间数据共享的设计与实现  42-45
  3.5 系统的安全性设计与实现  45-48
    3.5.1 系统安全性的设计  45-46
    3.5.2 文件隐藏控制的实现  46-47
    3.5.3 文件访问屏蔽的实现  47-48
第四章 系统测试  48-52
  4.1 测试环境  48
  4.2 功能测试  48-50
  4.3 性能测试  50-52
第五章 总结与展望  52-54
致谢  54-56
参考文献  56-58
在读期间研究成果  58-59

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密 > 加密与解密
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