PKI/CA在DVB数据广播系统中的应用与研究

摘要

随着我国有线电视数字化进程的快速推进，作为一项重要增值业务的数据广播将面临一个广阔的发展空间。数据广播系统实现的是向数字电视用户提供海量的信息。然而信息来源千差万别，既可以是电视台制作的图文节目，也可以是企业或者个人订户的信息业务，还可以是来自Intemet的公众信息，因此保证播出信息的安全就成为了紧要的课题。本文的研究内容就是基于PKI/CA的信息安全技术在系统中的实现。 本文首先分析了基于DVB-C的数据广播平台，对平台的各功能模块、数据打包传输协议(MEPG-2)和控制传送协议(TS)分别作了详细的研究。在此基础上着重分析了信息在数据广播前端系统中传输的安全性，并提出一种基于PKI/CA的RSA数字签名解决方案。 在PKI/CA系统的总体设计中，首先研究了PKI/CA的开发环境，即数据广播前端系统，设计了业务的数据结构，在此基础上设计了PKI/CA系统的软硬件总体结构，并用模块划分的方法将软件开发划分为RSA算法模块、CA的实现模块以及XML签名模块来分别予以设计和实现。 在PKI/CA的软件实现中，根据各个模块的功能，采用不同的设计和实现方法分别对RSA算法模块、CA实现模块以及XML签名模块进行了设计和实现。对于RSA算法模块，根据RSA算法原理设计了各种程序接口，并对算法本身的抗攻击风险进行了量化分析。在CA模块的设计和实现中，根据PKI/CA的体系结构和协议设计了企业级的CA结构、证书策略和业务陈述以及CA中心的各种服务程序接口。在XML数字签名的设计和实现中，设计了基于XML的数字签名结构和语法，并设计了基于XML密钥管理规范(XKMS)的各种密钥管理服务程序接口。 本文所研究和开发的PKI/CA系统是独立于数据广播前端其它部分的一个重要子系统。设计思想借鉴于电子商务系统中的数字签名和身份认证技术，设计目的是保证数据广播内容的安全。本系统是数字电视和信息安全领域交叉的结果。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2国内外相关技术发展现状

1.2.1 DVB-C数据广播的发展现状

1.2.2 PKI/CA的现状

1.2.3 PKI/CA的发展趋势

1.3本文主要研究内容

第2章DVB数据广播平台安全分析及解决方案

2.1引言

2.2 DVB数据广播平台简析

2.2.1数据广播的基本结构

2.2.2 MPEG-2协议对数据广播支持

2.3数据广播的安全分析及解决方案

2.3.1安全分析

2.3.2解决方案

2.4本章小结

第3章PKI/CA在系统中的总体设计

3.1引言

3.2前端系统的总体结构

3.3业务数据结构设计

3.4 PKI/CA系统的总体设计

3.4.1硬件结构设计

3.4.2软件结构设计

3.5本章小结

第4章RSA算法的实现及接口设计

4.1引言

4.2 RSA算法理论描述

4.2.1 RSA算法

4.2.2 RSA数字签名算法

4.3 RSA算法的接口设计

4.3.1定义数据结构

4.3.2接口设计

4.4 RSA算法的抗攻击风险分析

4.4.1 RSA算法的安全性分析

4.4.2 RSA算法的抗攻击风险量化分析

4.5本章小结

第5章CA的设计和实现

5.1引言

5.2 PKI体系结构

5.2.1 PKI结构

5.2.2 PKI协议

5.2.3 PKI算法

5.2.4加密和数字签名

5.2.5数字证书

5.3 CA中心的设计

5.3.1体系结构的设计和各组件的功能

5.3.2证书策略的制定和证书业务的陈述

5.3.3 CA中心服务程序接口设计

5.4本章小结

第6章XML签名模块的设计和实现

6.1引言

6.2 XML签名的设计

6.2.1签名结构

6.2.2类型选择

6.2.3语法设计

6.3密钥管理服务程序接口设计

6.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明及哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢