基于IBC的安全Web电子邮件系统的研究与实现

摘要

随着互联网通讯的不断普及，人们普遍使用邮件来进行日常通讯，处理生活和工作中的重要事务。但是邮件攻击，数据泄露等事件频发却为邮件的传输安全性打上了大大的问号。目前现存的安全电子邮件系统大多是基于PKI体系的，安全电子邮件的使用前提是用户都需要拥有属于自己的数字证书，这就牵引出大量数字证书的生成、分发、交叉验证等一系列操作问题。这些繁琐复杂的操作为安全电子邮件的普及和流行前景蒙上了阴影。 由于PKI体系存在的问题，基于身份的密码技术（Identity-Based Cryptograph）被提出。它是一种非对称算法，以用户所拥有的具有唯一性的身份信息（如邮箱地址）和一组公开参数结合共同作为公钥[1]，而不需要使用数字证书作为载体绑定公钥，这样就能够很好的解决大量证书的交换和分发管理等诸多问题。然而目前普遍使用的应用都不支持IBC技术。 本文针对这一问题采用伪RSA数字证书技术，设计并实现一个基于IBC的安全Web电子邮件系统。本系统由Web邮件系统客户端和Web邮件系统服务器构成。Web邮件系统客户端由人机交互界面和密码处理模块共同构成。人机交互界面负责提供用户界面，跨域向密码处理模块发送HTTP请求，获取响应结果并进行显示。密码处理模块设计为一个在本地的代理模块，该本地代理模块主要负责接收人机界面发送来的请求，调用本地密码模块IBC CSP，针对请求的不同分别实现邮件的加密、签名、解密、验签的操作和上传附件的选择。Web邮件系统服务器由Web邮件代理服务器和邮件服务器构成。Web邮件代理服务器用于接收来自密码处理模块和人机交互界面的请求，然后完成后续的发送邮件或读取邮件的操作；邮件服务器可以使用任一成熟的POP3/SMTP服务器。此外本系统还实现了对用户账户的管理，包括新账户注册和用户密码修改。 本设计具有如下的几个创新点： （1）设计了一种基于IBC面向WEB的安全电子邮件系统，可以利用IBC技术对邮件进行一系列安全处理，这种设计目前在市面上基本上是没有的。 （2）使用伪RSA数字证书将IBC密码技术完美嵌入现有的PKI体系中。通过生成相应的伪RSA数字证书将IBC技术很好地应用到邮件的加密解密和签名验签的过程中，生成符合SMIME格式的邮件数据，可以和支持的SMIME的邮件软件兼容。 （3）设计实现一种无插件技术，通过本地代理模块和安全Web电子代理服务器进行通信，实现相应的IBC密码操作。这种方式适用于任何类型任意版本的浏览器，避免了使用浏览器插件的方式在不同浏览器间不能通用，同一浏览器的不同版本间也不能通用的问题。提高了系统的兼容性和通用性，降低了开发成本。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题研究背景及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本论文的主要研究工作

1.5 论文结构

第2章 系统需求分析与整体设计

2.1 系统需求分析

2.2 系统整体方案设计

2.3 本章小结

第3章 基于IBC的安全Web电子邮件系统关键技术的研究与实现

3.1 兼容SMIME的IBC密码技术

3.2 针对Web电子邮件的IBC密码处理技术

3.3 本章小结

第4章 IBC安全Web电子邮件功能的设计与实现

4.1 用户登录

4.2 电子邮件列表与浏览

4.3 电子邮件创建与发送

4.4 电子邮件接收与展示

4.5 本章小结

第5章 用户账户管理的设计与实现

5.1 账户注册的设计与实现

5.2 密码修改的设计与实现

5.3 本章小结

第6章 系统测试与分析

6.1 用户登录

6.2 电子邮件列表与浏览

6.3 电子邮件创建与发送

6.4 电子邮件接收与展示

6.5 账户管理

6.6 系统性能测试与分析

6.7 系统安全性分析

6.8 本章小结

第7章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

研究生期间的科研成果