計(jì)算機(jī)應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

時(shí)間：2020-10-13 18:03:00 開(kāi)題報(bào)告我要投稿

計(jì)算機(jī)應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告范例

　　開(kāi)題報(bào)告是畢業(yè)論文答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的一個(gè)重要依據(jù)材料，以下是小編搜集整理的計(jì)算機(jī)應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告范例，歡迎閱讀參考。

計(jì)算機(jī)應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告范例

　　題目： 基于RSA算法的加解密程序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

　　一、選題的依據(jù)及意義：

　　RSA公鑰加密算法是第一個(gè)既能用于數(shù)據(jù)加密也能用于數(shù)字簽名的算法。它易于理解

　　操作，也十分流行。算法的名字以發(fā)明者的姓氏首字母命名：Ron Rivest,Adi Shamir和Leonard Adleman。雖然自1978年提出以來(lái)，RSA的安全性一直未能得到理論上的證明，但它經(jīng)歷了各種攻擊，至今未被完全攻破。隨著越來(lái)越多的商業(yè)應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化工作，RSA已經(jīng)成為最具代表性的公鑰加密技術(shù)。VISA、MasterCard、IBM、Microsoft等公司協(xié)力指定的安全電子交易標(biāo)準(zhǔn)(Secure Electronic Transactions.SET)就采用了標(biāo)準(zhǔn)RSA算法，這使得RSA在我們的生活中幾乎無(wú)處不在。網(wǎng)上交易加密連接、網(wǎng)上銀行身份驗(yàn)證、各種信用卡使用的數(shù)字證書(shū)、智能移動(dòng)電話(huà)和存儲(chǔ)卡的驗(yàn)證功能芯片等，大多數(shù)使用RSA技術(shù)。

　　當(dāng)今公鑰加密更廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)身份認(rèn)證，本課題將公鑰加密算法RSA應(yīng)用于小型文件加密。將任意文件加密成文本的解決方案，使其使用更加靈活。整個(gè)工程的分層設(shè)計(jì)，給引用移植和后續(xù)開(kāi)發(fā)帶來(lái)便利。

　　二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)(含文獻(xiàn)綜述)：

　　密碼學(xué)以研究秘密通信為目的,研究對(duì)傳輸信息采取何種的變換,以防止第三者對(duì)信息的截取。在密碼學(xué)中,需要變換的原消息稱(chēng)為明文消息。明文經(jīng)過(guò)變換成為另一種隱蔽的形式,稱(chēng)為密文消息。完成變換的過(guò)程稱(chēng)作加密,其逆過(guò)程(即由密文恢復(fù)出明文的過(guò)程)稱(chēng)作解密。對(duì)明文進(jìn)行加密時(shí)所采取的一組規(guī)則稱(chēng)作加密算法。加密和解密操作通常在密鑰的控制下進(jìn)行,并有加密密鑰和解密密鑰之分。因?yàn)閿?shù)據(jù)以密文的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)文件中,或在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸,因此數(shù)據(jù)被未授權(quán)者非法竊取,或因系統(tǒng)故障和操作人員誤操作而造成數(shù)據(jù)泄漏,未授權(quán)者也不能理解它的真正含義,從而達(dá)到數(shù)據(jù)保密的目的。同樣,未授權(quán)者也不能偽造合理的密文,因而不能篡改數(shù)據(jù),從而達(dá)到數(shù)據(jù)真實(shí)性的目的。

　　密碼技術(shù)是對(duì)信息進(jìn)行重新編碼, 從而達(dá)到隱藏信息內(nèi)容, 使非法用戶(hù)無(wú)法獲取信息真實(shí)內(nèi)容的一種手段。在單鑰密碼體制中,加密和解密所用的密鑰是相同的或者相近的,即由加密密鑰很容易得出解密密鑰。在一個(gè)密碼系統(tǒng)中,不能假定加密算法和解密算法是保密的,因此,密鑰必須保密。然而發(fā)送信息的通道往往是不可靠或者不安全的,所以,在對(duì)稱(chēng)密碼體系中,必須用不同于發(fā)送信息的另外一個(gè)安全信道來(lái)發(fā)送密鑰,但這個(gè)安全信道不一定真的安全。為此,人們希望使用一種不需要傳遞解密密鑰的密碼體制公開(kāi)密鑰密碼體制。

　　Whitfield Diffie和Martin Hellman在《密碼學(xué)的新方向》一文中包含了設(shè)計(jì)一個(gè)具有公鑰私鑰對(duì)系統(tǒng)的.協(xié)議的詳細(xì)信息，隨后這一算法以?xún)晌蛔髡叩男彰�，即Diffie-Hellman 算法，它被稱(chēng)為公鑰系統(tǒng)的基礎(chǔ)。公鑰密碼的新概念開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代密碼學(xué)的新領(lǐng)域。這一領(lǐng)域雖然只有短短的二十幾年時(shí)間,但投入研究人員之多,他們來(lái)自學(xué)科之廣,發(fā)表的論文之眾是其它任何一門(mén)學(xué)科所不能比的，所以很快便獲得了一整套很系統(tǒng)的成果。

　　1.傳統(tǒng)密碼在密鑰分配與管理上是極困難的。在任何密文未發(fā)送之前,A方和B方必須利用安全信道時(shí)行密鑰K的預(yù)先通信,在實(shí)際應(yīng)用中,這可能是非常困難的。因此,Diffie和Hellman提出了公鑰密碼體制的思想。

　　2.在商業(yè)上有時(shí)不可能做得到通信雙方事先預(yù)約使用相同密鑰。

　　公鑰密碼體制將加密密鑰與解密密鑰分開(kāi),并將加密密鑰公開(kāi),解密密鑰保密。這樣,每個(gè)用戶(hù)擁有兩個(gè)密鑰:公開(kāi)鑰和秘密鑰,并且所有公開(kāi)鑰均被記錄在類(lèi)似電話(huà)簿的密碼本中。這種密碼體制的安全性是從已知的公開(kāi)鑰、加密算法與在信道上截獲的密文不能求出明文或秘密鑰。

　　公鑰體制的基礎(chǔ)是陷門(mén)(單向函數(shù)) , 即某種實(shí)際處理過(guò)程的不可逆性。目前的公鑰思想基于兩種:一是依賴(lài)于大數(shù)的因數(shù)分解的困難性;二是依賴(lài)于求模離散對(duì)數(shù)的困難性。公開(kāi)密鑰密碼體制開(kāi)辟了密碼學(xué)研究的新方向,此后,人們基于背包問(wèn)題、因子分解問(wèn)題和離散對(duì)數(shù)問(wèn)題等數(shù)學(xué)難題提出了大量的公鑰密碼體制算法。

　　在受Diffie-Hellman 算法思想啟發(fā)之后，美國(guó)麻省理工學(xué)院的三個(gè)研究人員：Ronald Rivest,Adi Sharmir 和Leonard Adleman聯(lián)合提出一種基于數(shù)論中歐拉定理的公鑰密碼系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)RSA公鑰系統(tǒng)，并于1983 年在美國(guó)獲得專(zhuān)利。

　　RSA 公鑰密碼算法是迄今為止在理論上最為成熟、完善的公鑰密碼體制。從提出到現(xiàn)在已經(jīng)歷了各種攻擊的考驗(yàn)，逐漸為人們接受，普遍認(rèn)為是目前最優(yōu)秀的公鑰方案之一。它是第一個(gè)既能用于數(shù)據(jù)加密也能用于數(shù)字簽名和密鑰分配與管理的算法。它易于理解和操作，也很流行。因?yàn)樗瓤捎糜诩用?又可用于簽名,并為用戶(hù)的公開(kāi)密鑰簽發(fā)公鑰證書(shū)、發(fā)放證書(shū)、管理證書(shū)等,提高了服務(wù)質(zhì)量，所以, RSA 公開(kāi)密鑰密碼在當(dāng)今的信息交換過(guò)程中已得到廣泛的應(yīng)用和實(shí)踐，RSA 公鑰密碼體制在世界許多地方已經(jīng)成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。

　　該算法的加密密鑰和加密算法分開(kāi),使得密鑰分配更為方便。而且它特別符合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。對(duì)于網(wǎng)上的大量用戶(hù),可以將加密密鑰用電話(huà)簿的方式印出。如果某用戶(hù)想與另一用戶(hù)進(jìn)行保密通信,只需從公鑰簿上查出對(duì)方的加密密鑰,用它對(duì)所傳送的信息加密發(fā)出即可。對(duì)方收到信息后,用僅為自己所知的解密密鑰將信息解密,了解明文的內(nèi)容。由此可看出,RSA 算法解決了大量網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)密鑰管理的難題,這是公鑰密碼系統(tǒng)相對(duì)于對(duì)稱(chēng)密碼系統(tǒng)最突出的優(yōu)點(diǎn)。

　　RSA 是一個(gè)基于數(shù)論的非對(duì)稱(chēng)密碼體制,是一種分組密碼體制，是一種基于因子分解的指數(shù)函數(shù)作為單向陷門(mén)函數(shù)的公鑰體制算法。它基礎(chǔ)是數(shù)論的歐拉定理,素?cái)?shù)檢測(cè),它的安全性是基于大數(shù)分解,后者在數(shù)學(xué)上是一個(gè)困難問(wèn)題。

　　RSA算法是第一個(gè)完善并且簡(jiǎn)單實(shí)用的公鑰密碼體制算法。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)RSA密碼算法提出了多種攻擊方法,例如Pollard p21方法、二次篩法、橢圓曲線(xiàn)算法和數(shù)域篩法等。

　　RSA 的安全性基于復(fù)雜性理論中的計(jì)算安全性, 依賴(lài)于大整數(shù)分解這一NP 難題�？煽啃耘c所用密鑰的長(zhǎng)度有很大關(guān)系, 假如有人找到一種很快的分解因子的算法, 即從一個(gè)公鑰中通過(guò)因數(shù)分解得到私鑰, 那么用RSA 加密的信息的可靠性肯定會(huì)極度下降。但由于其工作量巨大,按目前計(jì)算機(jī)的處理能力是不可能實(shí)現(xiàn)的。實(shí)踐證明,在當(dāng)前的技術(shù)和方法下,密鑰不小于1 024 bit的RSA算法仍然是安全的。這充分說(shuō)明RSA 系統(tǒng)具有良好的保密性能。

　　因此,盡管先后出現(xiàn)了很多新的公鑰體制算法,但RSA仍然在不同應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)了重要的位置。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的提高以及因子分解算法的突破, RSA 的密鑰長(zhǎng)度將越來(lái)越大, 其軟硬件實(shí)現(xiàn)速度將成為制約其使用的重要因素。

　　為了提高RSA密碼算法的軟硬件實(shí)現(xiàn)速度,人們提出了許多可行的方法,例如旨在快速產(chǎn)生大素?cái)?shù)的Monte Carlo概率算法,加速模冪運(yùn)算的M-ary法、Yacobi法、加法鏈法和向量加法鏈法,以及利用孫子定理(CRT)改進(jìn)RSA的解密運(yùn)算等。

　　近年來(lái), 橢圓曲線(xiàn)密碼體制(ECC)得到廣為關(guān)注, 與同等保密強(qiáng)度的RSA 相比, ECC 的密鑰長(zhǎng)度更小, 密鑰生成及加解密速度更快, 且同樣具有RSA 數(shù)字簽名的優(yōu)點(diǎn)。因此對(duì)RSA 構(gòu)成了極大挑戰(zhàn)。無(wú)論針對(duì)哪種體制, 尋找更為高效的大數(shù)運(yùn)算算法始終是一個(gè)長(zhǎng)久的話(huà)題。

　　三、本課題研究?jī)?nèi)容和方案

　　本課題致力于RSA算法的理論研究、RSA算法的改進(jìn)以及基于RSA算法的加密、解密的軟件實(shí)現(xiàn)。

　　本課題將公鑰加密算法RSA應(yīng)用于小型文件加密，將任意文件加密成文本的解決方案，使其使用更加靈活。整個(gè)工程的分層設(shè)計(jì)，給引用移植和后續(xù)開(kāi)發(fā)帶來(lái)便利。

　　整個(gè)工程采用分層設(shè)計(jì)。核心的RSA算法由C++類(lèi)庫(kù)實(shí)現(xiàn)，針對(duì)用戶(hù)所在的操作系統(tǒng)封裝成本地化組件。其他各功能如文件操作、數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換和圖形界面等，由托管代碼借助虛擬機(jī)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的功能快速開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)(本文針對(duì)選用.Net上的C#論述，調(diào)用本地組件，設(shè)計(jì)模式上是完全類(lèi)似的)。這種開(kāi)發(fā)方式，核心功能集中在最底層，在不斷的封裝中針對(duì)具體環(huán)境對(duì)組件功能不斷擴(kuò)充，任意一個(gè)層面的封裝都可以被直接應(yīng)用到其它項(xiàng)目，比如在Web使用以前為某窗體程序?qū)懙慕M件、給嵌入式設(shè)備交叉編譯算法庫(kù)等。但是每一層都需要依賴(lài)底層的所有組件。

　　綜上所述，設(shè)計(jì)方案上層使用C#，底層算法使用C++，可以由一個(gè)Visual Studio解決方案管理，給調(diào)試帶來(lái)極大的方便。整個(gè)工程分四層，實(shí)現(xiàn)RSA加密算法的C++核心類(lèi)庫(kù)、封裝C++核心類(lèi)庫(kù)的DLL組件、引用DLL的.Net類(lèi)、實(shí)現(xiàn)文件操作功能的.Net窗體應(yīng)用程序。

　　四、本課題的研究進(jìn)度：

　　進(jìn)度計(jì)劃表如下表2所示：

　　序號(hào) 各階段工作內(nèi)容起訖日期備注

　　1 選題并查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，完成開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述;翻譯與論文題目相關(guān)的英文資料第1～4周

　　2 開(kāi)發(fā)工具的選擇和熟悉、系統(tǒng)調(diào)研和開(kāi)發(fā)平臺(tái)的構(gòu)建等第5～7周

　　3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試與迭代完善第8～13周

　　4 論文撰寫(xiě)、修改與定稿; 第14～16周

　　5 整理并提交畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)相關(guān)材料;制作論文答辯PPT;進(jìn)行畢業(yè)論文答辯第17～18周

　　五、參考文獻(xiàn)

　　[1] 楊義先，紐心忻，李名選.網(wǎng)絡(luò)信息安全與保密[M].北京郵電大學(xué)出版社，2001

　　[2] 辛運(yùn)煒.密碼學(xué)算法[M] .電子工業(yè)出版社，1998

　　[3] Douglas R.Stinson.密碼學(xué)原理與實(shí)踐.北京：電子工業(yè)出版社，2003：131-132