基于OpenSSL的安全Web服务器的设计与实现毕业论文.doc

基于第一章 引言 1 1.1 课题的研究背景 1 1.2 课题研究的目的和意义 3 1.3 课题的研究内容及目标 4 1.4 本文的组织结构 4 第二章 信息安全理论知识 5 2.1 密码学基础 5 2.1.1 密码体制 5 2.1.2 密码体制的分类 6 2.1.3 对称密码体制 6 2.1.4 公钥密码体制 7 2.2 消息认证与数字签名 8 2.2.1 消息摘要 8 2.2.2 数字签名 8 2.3 公钥基础设施 9 2.3.1 公钥基础设施的概念 9 2.3.2 公钥基础设施的组成 10 2.3.3 数字证书 11 2.4安全套接字层 11 2.4.1 SSL概述 11 2.4.2 SSL协议的结构 12 2.4.3 SSL记录协议 12 2.4.4 SSL握手协议 13 2.5本章小结 16 第三章 Web服务器开发基础 17 3.1 Linux操作系统 17 3.1.1 Linux操作系统简介 17 3.1.2 GNU编译器套装 18 3.1.3 make命令与Makefile文件 19 3.1.4 GDB调试工具 21 3.2 OpenSSL介绍 22 3.2.1 OpenSSL的功能 23 3.2.2 OpenSSL的组成 23 3.2.3 OpenSSL的优缺点 25 3.3 TCP/IP协议分析 25 3.3.1 TCP/IP协议概述 25 3.3.2 网络层协议（IP协议） 26 3.3.3 传输层协议（TCP和UDP） 26 3.4 HTTP协议分析 27 3.4.1 客户端请求 27 3.4.2 服务器响应 28 3.4.3 HTTP消息交换 28 3.5 HTTPS协议简介 29 3.6 Socket编程 30 3.6.1 套接字连接 30 3.6.2 套接字属性 31 3.7 本章小结 31 第四章 基于OpenSSL的安全Web服务器的设计 33 4.1 系统实现的功能 33 4.2 程序的设计思路 33 4.3 安全Web服务器程序的模块设计 37 4.3.1 初始化模块 37 4.3.2 Web服务模块 37 4.4 本章小结 39 第五章 基于OpenSSL的安全Web服务器的实现 40 5.1 开发环境的搭建 40 5.1.1编译OpenSSL 40 5.1.2 编译生成OpenSSL动态链接库 40 5.1.3搭建CA生成证书文件 41 5.2 详细设计 42 5.2.1 初始化编程环境 42 5.2.2 创建Socket 45 5.2.3创建监听线程 46 5.2.4 创建客户端线程 48 5.2.5 分析请求 48 5.2.6 发送请求文件 50 5.3 本章小结 55 第六章 总结与展望 56 6.1 全文总结 56 6.2 研究展望 56 致谢 58 参考文献 59 第一章 引言 随着计算机网络技术的发展，21世纪已经成为一个数字化、网络化、信息化的时代，而它的核心是网络。要实现信息化就要依靠完善的网络，因为网络可以实现跨时间、空间的数据传输，从而使信息得到共享。自上个世纪90年代以来，以因特网（Internet）为代表的计算机网络得到了飞速的发展，已从最初的教育科研网逐步发展成商业网络，并已成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。如今，因特网正在改变我们日常生活和工作的各个方面，加速了全球信息革命的进程。可以毫不夸张的说，因特网是人类自印刷术发明以来在通信方面最伟大的变革。 1.1 课题的研究背景 据中国互联网络信息中心（CNNIC）于2012年1月16日在北京发布的《第29次中国互联网络发展状况统计报告》显示, 截至 2011 年 12 月底，中国网民数量突破 5 亿，达到 5.13 亿，全年新增网民 5580 万。互联网普及率较上年底提升 4 个百分点，达到 38.3%。 图 1-1中国网民规模与普及率 此外，2008-2010 年，网络购物用户规模连续 3 年保持 50%左右的高速增长。我国网络购物用户规模达到 1.94 亿人，网络购物使用率提升至37.8%。与 2010 年相比，网络购物用户增长 3344 万人，增长率为 20.8%。随着我国电子商务的普及，网民的理财习惯正逐步向网上交易转移，针对网上银行、证券机构和第三方支付的攻击将剧增。 图 1-2 2007.12-2011.12 我国网购用户数量、增长率及渗透率 以上两组数据表明中国有着极其庞大的网络用户群和接近两亿的网购用户。在这个惊人的数字背后，有一个我们不得不面对的问题，那就是网络信息安全。这个问题自从网络诞生以来就一直困扰着我们，只不过如今计算机网络的发展远超出了以前的预计，所以在网络社会日益发达的今天，个人信息安全问题似乎变得尤为重要。 2011年12月21日，中国互联网遭遇了一次强大的“地震”，从国内