虚拟磁盘文件保险箱的设计与实现

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1、分类号：UDC：密级：单位代码：10078华北水利水电学院硕士学位论文虚拟磁盘文件保险箱的设计与实现DESIGNANDREALIZATl0N0FFILESAFEBOXBASEDONVIRTUALDISK2012年5月独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果并撰写完成的。没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，本学位论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北水利水电学院或其它教育机构的学位或证书所使用过的材

2、料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：埭宠保证人(导师)签名：签字同期：2。l乙．箩．乙g签字日期：挑·r·z孑学位论文版权使用授权书本人完全了解华北水利水电学院有关保管、使用学位论文的规定。特授权华北水利水电学院可以将学位论文的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文原件或复印件和电子文档。(涉密的学位论文在解密后应遵!子此规定)学

3、位论文作者签名：埭宪毛导师签名：签字F1期：b／乙、岁、28签字

4、二=1期翻2。5、·2手摘要虚拟磁盘文件保险箱的设计与实现GB／Z20986．2007对信息安全事件的定义道：“由于自然或人为以及软硬件本身故障的原因，对信息系统造成危害，或在系统内发生对社会造成负面影响的事件称之为信息安全事件。”信息安全事件分为有害程序事件、网络攻击事件、信息破坏事件、信息内容安全事件、设备设施故障、灾害性事件和其他信息安全事件等7个基本分类。信息安全技术从宏观上可以分为隐藏技术、访问控制技术和密码学三类。本文研究的“虚拟磁盘文件保险箱”属于访问控制技

5、术范畴内的一种数据安全防护技术。在对国内外数据存储安全研究成果学习、分析和研究的基础上，应用虚拟磁盘技术，结合ECC加密算法和混沌系统，建立了一种虚拟磁盘文件保险箱(ⅥrtualDiskFileSafeBox，VDFSB)原型系统，并完成了相关测试。测试结果表明，VDFSB是安全的，可靠可信的。本项研究的主要内容包括：(1)虚拟磁盘关键技术研究。其中包括Windows体系结构、wDM驱动模型，尤其是Windows系统中通过驱动程序访问设备过程和WDM模型处理IRP过程等。为研发驱动程序奠定了坚实基础。(2)建立了基于分治法和叠加法相结合

6、的复合分治叠加法。应用该方法设计并开发出基于内核态和用户态的大整数库。成功解决了大整数的加、减、乘、除及取模等运算难题。为原型系统中应用到的ECC加密算法和混沌大整数化的设计和实现铺垫了坚实基础。(3)对ECC加密算法进行了较为深入的研究。将加密软件分成大整数运算层、点运算层和应用层进行设计和实现。其中点运算层实现了乘法逆元、点的加法和数乘等运算；应用层实现了密钥生成和加／解密等功能模块，为用户态口令认证提供了算法支撑。(4)对混沌系统的有限精度进行了较为深入的研究。提出了基于混沌大整数化的思路，采用大整数的运算方法对混沌系统进行变换以

7、产生指定位数的混沌序列，较好地解决了混沌系统的有限精度问题，为内核态数据加／解密提供了核心技术支撑。(5)建立了一个虚拟磁盘文件保险箱原型系统。系统主要包括VDFSB加／解密子系统、应用子系统和驱动子系统三个部分。加／解密子系统的主要功能在于实现用户身份认证和内核态数据加／解密。应用子系统的功能在于向驱动程序发送执行命令及传递混沌密钥。驱动子系统的功能在于接受解释命令并完成相关的功能操作。经功能和性能测试。VDFSB在用户身份认证、加解密等指标均获得满意效果。华北水利水电学院硕士学位论文关键词：虚拟磁盘；数据安全；加密算法；混沌系统；分

8、治叠加法；原型系统；ABSTRACTDESIGNANDREALIZATIoNoFFILESAFEBoXBASEDoNVIRTUALDISKABSTRACTInGB／Z20986．2007，theinfonnationsecurityeVentsaredefinedas“theeVents，causedbvnaturalormaJl一madeorbvthefailuresofmesof．twareandhardwarememseIVes，happenedinthesystemandcausedthenegativeimpactonthes

9、ocie哆，arecalledastheinfonnationsecuritvevents．”Inf．onlnationsecuritvincidentscanbedividedintosevenbasic