USB电子钥匙的设计与实现

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1、硕士学位论文USB电子钥匙的设计与实现研究生姓名：龚垩这导师姓名：塑晨煎援申请学位类别王堂亟±一级学科名称皇王型堂皇撞苤二级学科名称徵电壬堂皇固体电王堂答辩委员会主席龚建墓副熬授学位授予单位盘直去堂论文答辩日期2Q!Q生§且12目学位授予日期2Q玺且旦评阅人龚建墓副熬授毖蓝班窒虽2010年5月12日隶。初大·粤硕士学位论文USB电子钥匙的设计与实现GONGY．a．huanSupervisedbyProfessorHUChenKeV．，lngSchoolofElectronicScienceandEngineeringSo

2、utheastUniversityMay2010东南大学学位论文独创性声明人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获大学或其它教育机构的学位或证}5而使用过的材料。与我一同工作的同忠对本研究所做的任何贡献论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：娄础期：叫东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图jB馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩

3、印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南人学研究生院办理。研究生签名：纭签名：喽期：一夕摘要随着电子商务、电子政务及网上银行的发展，身份认证和信息安全已经成为人们普遍关注的问题。USB电子钥匙(USBKey)具有安全性、便携性及易j}j性的特点，是一种最新的解决身份认证和信息安全的方案。研究和实现满足规范的基于国产安全芯片的USB

4、Key具有实际意义。本论文的主要目标是设计和实现满足安全标准的基于国产芯片的USBKey。本文首先简单介绍了USBKey相关密码技术及其I：作原理，并在此基础上，阐述了USBKey的系统架构。接着根据USBKey的系统架构对USBKey进行详细设计与实现，主要一I：作包括：USBKey硬件及驱动设计与实现、USBKey片内操作系统(COS)的设计与实现及中间件加密服务提供商(CSP)的设计与实现。本文采用国产芯片Z8D64U进行电路设计，并根据USB协议设计USB驱动。COS系统是USBKey设备的核心，控制着USBKe

5、y的功能及安全，本文采片j模块化层次化的设计思想对COS的通信模块、命令模块、安全模块及文件模块进行详细设计，实现了USBKey的特定功能。CSP是Windows加密体系的一组接口，是USBKey设备与Windows加密体系通信的关键，本文在分析CSP体系的基础上，设计了CSP的重要数据结构，并基于USBKey设备设计实现了中间件CSP。最后搭建测试平台编写测试程序，完成USBKey的测试。测试由两部分组成：USBKey功能和安全性测试及USBKey应用测试。USBKey功能和安全性测试主要对COS系统进行测试，USBK

6、ey应用测试主要对CSP进行测试。最后得到测试结果：本文设计和实现的USBKey满足《智能IC卡及智能密码钥匙密码检测规范》，CSP满足Windows加密系统要求，可以实现应用开发。本文设计实现的USBKey已经通过国家密码管理局商用密码检测中心检测。关键词：电子密码钥匙、公钥基础设施、智能卡操作系统、加密服务提供商、智能卡thispaperhaspassedthroughthetestofNationalPasswordManagementCenter．KeyWords：USBKey，PKI，COS，CSP，Smart

7、Card目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯IAbstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．II目匀之⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯III第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．1课题背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一l1．2国内外发展状况及应用现

8、状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．3本课题的目标及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．4论文组织结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3第二章USBKey密码技术与系统架构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42．1USBKey相关密码技术