基于JAVA 的安全报文系统设计*

陈 阳，靳 盼，姚 军

(1.西安科技大学 网络中心，陕西 西安710054;2.西安科技大学 通信与信息工程学院，陕西 西安710054)

0 引 言

二十一世纪是互联网的世纪，随着计算机应用的普及和网络信息技术的发展，一种新型的商务交易形式-电子商务-产生了，并且对经济全球化、世界各经济体的融合做出了巨大的贡献［1］。电子商务最早产生于60 年代，发展于90 年代。随着计算机的全民普及，电子商务也初具规模，并且伴随着信用卡的普及应用，其方便、快捷、安全等优点得到人们的认可，信用卡支付成为人们消费支付的重要手段，为电子商务中的网上支付提供了重要途径，使得电子商务得到了迅速发展。

网络带给人太多的方便和惊喜，但是也会使人蒙受损失，电子商务在自身的发展上还存在着许多阻碍。电子商务安全是指网络系统中的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续可靠地正常运行，网络服务不中断［2-3］。网络安全从其本质上讲也就是网络上的信息安全，可以说，凡是涉及到网络上信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全的研究领域。

其中，最重要的是电子商务的安全问题，已是制约其商务模式发展的一大瓶颈。需要采取一系列安全技术，来确保传输数据和交易的安全，如加密技术、数字签名、身份认证、密钥治理、防火墙、安全协议等［4-5］。

目前，电子商务中存在的安全问题［6-10］主要有:冒充合法用户的身份去破坏网络数据传输的保密性，以及损害网络传输数据的完整性［11-12］。解决这些不安全问题的方法就是要依靠加密技术、数字签名技术等［13］。

面对这样的问题，设计一个安全报文系统是很有必要的［14-15］。这样，通过此安全报文系统，就可以实现信息端对端的安全传送，能够缓解电子商务中的安全问题［16］。

1 系统设计方案

这个安全报文系统是基于C/S 模式，并且利用SOCKET 技术，以实现信息流和端对端的文件的加密传送［17-19］。最后通过模拟生成数字证书，实现对基于数字签名的文档的加密传送，整个仿真系统具有跨平台性。

本次设计编写安全报文系统，主要是通过用JAVA 面向对象的编程环境［20］，利用模块化设计方式，层层分解系统的各个功能模块，设计出系统的模块化结构，并根据系统的具体需求，详细地定义了各个模块的具体功能。从系统主界面、会话端口监听、文件传输端口监听、辅助功能类设计、会话客户端、会话服务端、文件传输客户端、文件传输服务端和数字证书等部分，分别进行了设计与实现，使得系统具有功能安全，界面友好简洁等特点。最终完成的系统，能够实现用户间字符流的传输、在线会话功能和文件的传输，并且在此基础上，将对用户之间所传输的文件、会话信息进行加密，使用数字证书技术，很大的提高了传输过程中的安全性，从而使用户使用该系统传输的安全性得到有效保障。

2 功能模块设计

为了使用户使用该系统传输的安全性得到有效保障，根据系统所要实现的功能，整个系统可以分为4 个模块。①输入接收模块。包括监听会话端口及文件传输端口，输入对方IP 并与对方连接;②系统监听模块。利用socket 技术开发一个Server-Client 模型的程序，用来监听服务器端和客户端之间的文件传输和会话端口;③系统传输模块。包括会话和文件两种模式。双方建立连接后，即可实现信息流发送，或向对方传送文件，普通和加密的都能实现。对于加密文件的传输，采用的是数字证书的方法进行加密传输;④系统安全模块。本系统的核心功能类，又可分为关于端口、关于加解密和数字证书的生成3 类。

具体的系统功能模块结构图如图1 所示。

3 系统功能模块详细设计

基于以上系统功能模块的分类，将对其进行详细的设计，通过用JAVA 面向对象的编程环境，来编写整个安全报文系统。但由于篇幅有限，在此只能截取一些主要的界面和流程图，同时附一些主代码。

3.1 主界面

系统的主界面风格简洁，主要功能是:①监听会话端口及文件传输端口;②输入对方IP，主动与对方连接，流程图如图2 所示。

图1 系统功能模块结构图Fig.1 Structure of system functional modules

图2 主界面工作流程图Fig.2 Work flowchart of main interface

部分代码及实现的功能

所谓“择业的前瞻性”就是指学生在选择播音主持这一专业学习时应具有高瞻远瞩性，对自己的专业能力有明确的定位。即能清楚的知道自己选择的专业是否是自己的兴趣所在，是否是自己所喜爱的专业？同时根据自身条件分析这一专业是否适合自己未来的发展？

(1)会话监听端口

(2)启动与所输入IP 用户的连接

3.2 系统文件传输客户端

系统文件传输客户端是指的将要传送文件的那一端，当与接收方建立连接后，即可向对方传送普通文件或加密文件。对于加密文件，采用的是数字证书的方法进行加密传输。

本系统利用已有的封装类和Java 技术对数字证书生成进行了模拟，使用模拟了的生成数字证书及其签名。其中，模拟生成用户证书的部分代码可以实现的功能有:重置证书产生、设置序列号、设置颁发者信息、生效和失效时间、公钥等，还需要增加的扩展信息，包括:主题密钥标识符、认证机构密钥标识符、密钥用法等，最终产生证书。

在获得数字证书后，下面仅列举加密文件的传输。

(1)界面样式及步骤演示

图3 加密所传送的文件Fig.3 Encrypt the sending document

图4 传送加密文件Fig.4 Send the encrypted document

(2)流程图

图5 文件传输客户端流程图Fig.5 File transfer client flow chart

(3)主要代码及实现功能

1)文件传输并处理:包括传输时间、长度、速度和标题等，具体代码如下。

2)对所要传输的文件进行加密:需要设置加密速度、字节数、文件名，产生密钥，初始化加密模式，定义加密文件流等，具体加密过程代码如下:public void encryptFile(){

3)生成所加密文件摘要。以上便是加密文件传输过程，在接收端进行解密读取即可，不再详细叙述。

3.3 系统文件传输服务端

系统文件传输服务端是指接受文件端，当收到客户端发送的接收文件邀请时，可以选择接收或拒绝。所接受的文件若是加密文件则通过自己的私钥进行解密，以获得正确文件。其中对文件的处理与客户端相似，在这里不再详述。

4 结 论

电子商务作为一种新工具，现阶段仍然存在着诸多的障碍，特别是存在着安全隐患问题，已成为其发展的一大瓶颈，严重制约着其自身的发展。为此，需要深入研究各种技术方法，能够使用户传输的安全性得到有效保障。

1)本次设计完成了基于JAVA 的安全报文系统的开发，利用模块化设计方式，层层分解系统的各个功能模块，设计出系统的模块化结构，通过分析实现了用户之间字符流和文件的加密传输。

2)利用已有的封装类和Java 技术对数字证书生成进行了模拟，使用模拟了的生成数字证书及其签名。从系统测试中分析，得出系统运行稳定，但系统的执行速度还有待改进，在实际运行过程中，还应实现多用户之间的会话、文件传输功能等。

References

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