SSL协议分析及其在移动终端上的实现研究

摘要

在当今私人账务结算上，手机支付模式逐渐代替传统信用卡支付模式，这预示着移动电子商务已经从离线支付时代发展到在线支付时代。随之安全性将成为影响移动电子商务快速普及的关键因素。近年来，IT联合金融行业推出了不少有效的安全交易标准，其中SSL协议以其支持加密算法多、市场占有率广、实现简单等特点广泛应用于当前的电子商务领域，成为解决通信和交易安全问题的主要手段。另外，在当前数字信息技术和网络技术高速发展的后PC时代，大部分终端设备已加入了TCP/IP协议栈的支持，这给移动设备上SSL协议的实现提供了条件。 通过对于现有SSL相关产品的分析，我们发现由于设计与实现的局限性，从而导致这些产品很难直接与移动终端设备相结合。本课题在详细分析SSL协议工作原理和移动电子商务的安全要求基础之上，提出适宜于移动设备的SSL协议实现策略。本文针对移动设备资源有限和平台多样性的特点，从空间、时间和平台适应性三个方面做了优化，使此软件具有良好的运行性能和令人满意的体积大小。为了使系统有更好的扩展性和灵活性，本软件使用层次模型结构设计，上层接口层屏蔽内部实现为用户提供友好的编程接口，下层适配器层提供抽象接口屏蔽操作系统的差异，中间层包括算法模块、证书模块、协议模块的具体实现，其中状态机驱动的协议模块是本文描述重点，文章分别介绍了此模块中状态机、记录协议和握手协议的实现过程，以及警示消息和系统错误的处理。此外，我们对于嵌入式设备上实现此协议的难点做了具体描述，并对这些难点提出相应的解决方案。 在本文的最后，我们针对该软件提出一套测试方案，对软件进行了严格的单元测试、功能测试和性能测试，使得程序的品质和性能达到开发之前所提出的要求。本软件以其可移植、可裁剪、高性能、多功能、小体积等应用特点受到用户的好评，目前此软件已应用于掌上银行、电视机顶盒股票交易等多个移动电子商务的安全交易中。文章的最后，通过一个使用此SSL工具箱的移动应用介绍了此工具箱的移植过程，证明了该软件的裁剪性、移植性和功能完善性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章引言

1.1移动电子商务的发展

1.2移动电子商务中安全需求

1.3电子商务中的安全协议

1.4嵌入式设备上SSL协议实现的国内外发展

1.5本论文的主要工作

1.6本论文内容安排

1.7小结

第二章信息安全相关知识

2.1密码学相关知识

2.1.1对称加密

2.1.2非对称加密

2.2消息摘要

2.3消息认证码(MAC)

2.4数字签名

2.5公钥基础设施PKI

2.5.1数字证书

2.5.2 PKI的内容及组件

2.6一般的安全消息系统模型

2.7 小结

第三章SSL协议的分析与研究

3.1SSL概述

3.2SSL工作原理

3.2.1记录协议

3.2.2握手协议

3.2.3会话恢复

3.2.4密钥导出

3.3SSL安全性分析

3.4小结

第四章MiniSSL设计方案

4.1软件设计目标

4.2软件设计思想

4.3软件总体架构

4.4系统模块分析

4.4.1协议模块

4.4.2证书模块

4.4.3算法模块

4.5小结

第五章协议模块设计及实现

5.1协议模块体系结构

5.2协议模块对外接口描述

5.3协议模块中重要数据结构

5.4状态机模块实现

5.4.1状态机中状态及其事件

5.4.2状态机的运转实现

5.5握手模块实现

5.5.1对握手消息的处理

5.5.2对警示消息的处理

5.6记录模块实现

5.6.1记录的发送

5.6.2记录的接收

5.7系统错误处理

5.8移动设备上设计实现的思考

5.9 小　结

第六章系统测试及其移植

6.1测试

6.1.1测试环境搭建

6.1.2单元测试

6.1.3功能测试

6.1.4性能测试

6.2在嵌入式平台——Spreadtrum上的移植

6.2.1移植所需工作介绍

6.2.2移植后的相关测试

6.3小结

第七章结论与展望

7.1本论文的研究总结

7.2未来工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果