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CA系统设计与实现:基于Java与MySQL的安全认证平台

安全技术 5.58MB 1 需要积分: 1
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资源介绍:

内容概要:包含源码,数据库文件,讲解实训报告等等整个项目系统资源。介绍和设计一个CA(Certificate Authority)系统。该系统旨在接收用户的认证申请,生成和安全存储公钥对,颁发证书,并支持证书的吊销和密钥的作废。项目通过用户界面类、信息管理类、密钥操作类、数据库管理类和项目入口类的设计与协作,实现了用户信息的安全提交、数字签名的生成与验证、证书的颁发与吊销、密钥的生成和数据库的安全存储与查询。主要内容包括系统的设计思路、实现的技术要点和各个模块的具体实现方法。 适合人群:具备一定Java编程基础的开发者和信息安全领域的从业人员。 使用场景及目标:① 学习如何构建CA系统,掌握数字证书的生成和管理工作;② 理解如何通过Java和MySQL实现安全的信息管理和密钥管理功能。 阅读建议:由于该项目涉及多个类和技术点,建议读者在阅读时对照代码和设计图,理解每个类的功能和相互之间的关系,重点掌握密钥生成、数字签名、数据库操作等核心技术。
4
项目(实训)
名称
CA 系统
起止时间
----------
项目(实训)
实施目标
建立一 CA 系统,能够接收用户的认证申请,生成及安全存储用户的公
对,颁发证书,并支持证书的吊销和密钥的作废。
主要监测点
(工科)
项目任务(文
科)
1)接收用户认证申请;
2)用户自行生成公钥对;
3)储存用户信息和认证数据;
4)颁发证书;
5)记录电子文档(证书、扫描文档)
6)支持证书吊销;
7)处理用户密钥丢失,进行证书吊销和密钥作废。
实施条件
1eclipse 软件;
2MySQL 数据库。
实施步骤与
技术要点
这个项目的初衷是构建一个小型 CA 系统,让用户可以安全地提交个人
信息,生成数字签名和密钥对,同时保证信息不被篡改,可以说模拟了一个
简易但还“五脏俱全”的数字证书生成和颁发中心。
CA 系统的设计思路——提供安全的用户信息管理和数字证书颁发功
能。通过用户界面类、信息管理类、密钥操作类、数据库管理类以及项目入
口类的设计与协作,实现了用户信息的安全提交、数字签名的生成与验证、
证书的颁发与吊销、密钥的生成和数据库的安全存储与查询。整个设计围绕
着用户信息的安全性展开,通过数字签名技术和密钥管理机制,确保了用户
数据的完整性和安全性,不会让信息被“偷窥狂”纂改和伪造。
为此,创了以下类来实现以上功能:
第一,用户界面和交互类(windowskeyswindow
windows 类是整个系统的主界面,用于用户信息输入和操作触发,而
keyswindow 提供了生成新密钥对的界面,供用户调用生成功能。
第二,用户信息管理类(RevokeApply
其中 Revoke 类用于吊销用户证书,从数据库中删除相应用户信息,
Apply 类负责生成数字签名,颁发证书,并将用户信息存储到数据库。
第三,密钥生成和操作类(keysDigitalSignatureMD5Util
keys 类使用 RSA 算法生成公私钥对,为用户提供新的密钥,
DigitalSignature 类处理数字签名的生成和验证,给信息“保真”和“保
,还有 MD5Util 类用于对用户信息进行 MD5 签名,保障信息的完整性。
第四个,数据库管理类(SQL
SQL 类用于与 MySQL 数据库建立连接,进行用户信息的存储和查询操作。
还有最后一个,项目入口(Test 类)
Test 类作为整个系统的入口,初始化主界面,触发系统的运行。
好了,上面就是我们代码的具体概述和设计 CA 系统的一些思路,那下
面就让咱来对具体的代码进行具体的分析吧。
首先
创了一个类文件去完成所有代码,极致的言简意赅配上极致的享受,
我们组的组风,另外因为需要连接创建的“casystem”数据库和表,所以导
入一个驱动“mysql-connector-j-8.2.0.jar”,用来构建路径。如图:
下面就步入正戏吧
先来看代码第一部分,这是整个代码所用到的全部 Java 类库和包,进
行导入。其中:
java.awt.*: 这个包提供了用于创建和管理 GUI 组件、绘图和窗口的类
和接口。在这个项目中,这些类和接口被用于创建系统的用户界面,提供交
2 3
互式操作。
java.awt.event.ActionEvent java.awt.event.ActionListener:
这些类支持对用户界面中的操作进行监听和响应。
javax.swing.*: 这个包提供了创建 GUI 界面的类和组件。其中包含
JFrameJButtonJLabel 等组件,用于构建 ca 系统的用户界面。
java.io.*: 这个包提供了对输入输出流的支持,用于文件读写、对象
序列化等操作。
java.math.BigInteger: 用于执行任意精度的整数运算,会在接下来的
加密算法中用到。
java.security.*: 这些类提供了安全相关的功能,例如密钥生成、加
密、数字签名等。在这个项目中,会用到密钥对生成器 KeyPairGenerator
密钥工厂 KeyFactory、签名 Signature 等类来实现加密和签名的功能。
java.security.spec.*: 这个包含了一系列用于描述密钥、算法参数规
范的类。PKCS8EncodedKeySpec X509EncodedKeySpec 用于处理密钥的编
码和解码。
java.util.Base64: 用于 Base64 编码和解码,会用于密钥和签名的编
码。
java.sql.*: 用于 Java 与数据库进行交互的类,用于连接和操作数据
库,存储用户信息和证书等数据。
这些导入的类和包提供了项目开发所需的基础工具和功能支持,用于创
建用户界面、执行加密算法、处理用户操作、与数据库交互等,都引用到。
接下来,我会在代码中逐步使用这些导入的类和方法,完成整个 CA 系统的
开发。
浅截个图:
敲了一个 windows 类的构造函数,这个类继承自 JFrame,用于创建系
统的主窗口。下面对主要代码内容注解:
private static final long serialVersionUID: 自动生成的序列化
版本 ID,用于在反序列化对象时进行版本控制。
addtext Text = new addtext(): 创建了一个名为 Text addtext
象,这个对象在后续代码中用于处理用户界面中的文本输入。
GridBagLayout gbl = new GridBagLayout(): 创建了一个
GridBagLayout 布局管理器,用于在窗口中布置组件。
GridBagConstraints gbc = new GridBagConstraints(): 创建了一个
GridBagConstraints 对象,用于设置组件在 GridBagLayout 中的布局约束。
setTitle("CA 系统"): 设置窗口的标题为"CA 系统"
setSize(750, 500): 设置窗口的大小为 750x500 像素。
setLayout(gbl): 将窗口的布局管理器设置为 GridBagLayout
ActionListener keywin = new winkeys(): 创建了一个 winkeys 的实
例,并将其赋值给 keywin,后续用于处理“需要密钥找我”按钮的点击事
件。
ActionListener apply = new Apply(): 创建了一个 Apply 的实例,
将其赋值给 apply,用于处理“申请”按钮的点击事件。
ActionListener revoke = new Revoke(): 创建了一个 Revoke 的实例,
并将其赋值给 revoke,用于处理“挂失”按钮的点击事件。
接着下面我们通过调用 addlable addbtn 方法,将一系列标签、文本
框和按钮添加到窗口中,并通过 GridBagConstraints 设置它们的位置和大
小,比如:
add(addlable("身份信息",0,0,1,1));—— 调用 addlable 方法添加
一个标签组件,显示身份信息位于网格(0, 0)占据 1 1 列的空间。
类似的 addlable 方法被多次调用,用于添加姓名、性别、生日、籍贯、
民族、身份证号和公钥等标签。
add(addbtn("需要密钥找我",0,6,3,1,keywin));
add(addbtn("申请",9,6,3,1,apply));
add(addbtn("挂失",18,6,3,1,revoke));
以上调用 addbtn 方法添加三个按钮,分别是“需要密钥找我“申请
“挂失这些按钮分别关联了 winkeysApply Revoke ActionListener
实例。
最后,将窗口设置为可见状态:
setVisible(true)
以上这段代码主要完成了窗口的初始化和布局设置,为用户提交申请、
生成密钥对和进行相关操作提供了可视化的交互界面。在后续的代码中,
钮的点击事件会被相应的 winkeysApply Revoke 类处理,实现相应的功
能。具体如图
(装订线外请不要答题)
…………………………………………………………………………………………………………………………………………线……………………………………………
试卷:第 3 / 11
实现了 ActionListener 接口的类 Revoke,用于处理用户点击“挂失
按钮时的操作。让我逐一解释其中的关键部分:
public void actionPerformed(ActionEvent arg0): 这是
ActionListener 接口中的方法,用于处理用户操作的事件。当“挂失”按
钮被点击时,此方法会被触发。
String[] str = Text.gettext();: 通过 Text 对象的 gettext 方法获
取用户在文本框中输入的信息,包括姓名、性别、生日、籍贯、民族、身份
证号和公钥等。
System.out.println(str);, for(int i=0;i<7;i++)
{ System.out.println(str[i]);
}
上面代码用于在控制台输出获取到的用户信息,方便调试和验证。
SQL s; try {
s = new SQL();
...
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
:这部分创建了一个 SQL 类的实例 s,用于与数据库进行交互。这里使
用了异常处理,捕获可能的 SQLException
Statement stat = s.conn.createStatement();:创建了一个
Statement 对象,用于执行 SQL 语句。
String sql = "DELETE FROM user WHERE 身份证号 = '" + str[5] +
"'";: 构建了一个 DELETE 语句,用于从数据库中删除身份证号为 str[5]
用户信息。
stat.executeUpdate(sql);: 执行 SQL 语句,即删除指定身份证号的用
户信息。
stat.close();: 关闭 Statement 对象,释放资源。
通过这段代码,实现了在用户点击“挂失按钮时,从数据库中删除相
应用户信息的功能。这是 CA 系统中的一个重要步骤,可以确保安全地吊销
用户的证书和密钥。具体如图:
实现 ActionListener 接口的类 winkeys,用于处理用户点击需要
密钥找我按钮时的操作。以下是代码的关键部分:
public void actionPerformed(ActionEvent e):
这是 ActionListener 接口中的方法,用于处理用户操作的事件。
要密钥找我按钮被点击时,此方法会被触发。
new keyswindow();:
创建了一个 keyswindow 的实例,即生成密钥窗口。这表示当用户点击
需要密钥找我按钮时,会弹出一个新窗口,用于显示生成的公私钥。
通过这段代码,实现了在用户点击需要密钥找我按钮时,弹出一个
新窗口,显示 RSA 算法生成的公私钥。这个功能有助于用户获取他们的密钥
2 3
信息,以便进行加密和解密操作。下一步,将继续探讨申请证书的具体实现。
截个图:
这部分实现了 ActionListener 接口的类 Apply用于处理用户点击
按钮时的操作。
来逐一解释一下其中的关键部分:
public void actionPerformed(ActionEvent arg0): 这是
ActionListener 接口中的方法,用于处理用户操作的事件。当申请
钮被点击时,此方法会被触发。
String[] str = Text.gettext();: 通过 Text 对象的 gettext 方法获
取用户在文本框中输入的信息,包括姓名、性别、生日、籍贯、民族、身份
证号和公钥等。
String bigstr =
str[0]+str[1]+str[2]+str[3]+str[4]+str[5]+str[6];:将用户信息拼接
成一个大字符串,这将用于计算 MD5 值。
MD5Util m = new MD5Util();: 创建了一个 MD5Util 的实例,用于计算
MD5 值。
String md = m.getMD5Str(bigstr);: 计算大字符串的 MD5 值。
keys k = new keys();: 创建了一个 keys 的实例,用于生成公私钥对。
DigitalSignature d = new
DigitalSignature(k.getpublicKeyText(),
k.getprivateKeyText(),md);:
创建了一个 DigitalSignature 的实例,用于生成数字签名。这里使用 MD5
值和生成的公私钥对进行签名。
new resultwindow(str,str[6],d.getsignatureStr());: 弹出一个新
窗口,显示用户信息、公钥和数字签名。这表示用户成功申请证书,系统生
成了数字签名用于证书认证。
SQL s = new SQL(); ... pstmt.executeUpdate(); stat.close();:
将用户信息插入到数据库中。这样,系统就能够在后续的认证过程中使用数
据库中的信息了。
通过以上的操作,实现了在用户点击申请按钮时,生成数字签名,
弹出一个新窗口显示用户信息和数字签名,并将用户信息存储到数据库中的
功能,这是 CA 系统中用户申请证书的核心流程。如图(建议放大)
下面定义了两个用于构建界面元素的辅助方法,分别是 addbtn
addlable这两个方法的作用是根据传入的参数创建按钮和标签,并设置其
在窗口中的位置以及监听器,一句话概括就是简化窗口界面的创建。
JButton addbtn(String lable,int row,int column,int width,int
height,ActionListener listener)
——这个方法用于创建并添加按钮到界面上。它接收按钮的标签文字、
在网格中的行和列、宽度和高度以及一个 ActionListener 监听器作为参数。
在方法中,首先创建一个 JButton 对象,并设置按钮的标签文字。然后使用
GridBagConstraints 来设置按钮在网格中的位置和大小。接着设置按钮的
布局约束,并将监听器绑定到按钮上。最后返回创建的按钮对象。
JLabel addlable(String lable,int row,int column,int width,int
height)
——这个方法用于创建并添加标签到界面上。它接收标签的文字内容、
在网格中的行和列、宽度和高度作为参数。在里面,首先创建一个 JLabel
对象,并设置标签的文字内容。然后使用 GridBagConstraints 来设置标签
在网格中的位置和大小,并设置填充方式。最后才返回创建的标签对象。
这两个方法简化了界面元素的创建过程,并保证它们在布局中的正确位
置和大小,方便地添加不同地标签进来用户界面。
截图代码如下:

资源文件列表:

CA系统(含讲解报告).zip 大约有29个文件
  1. CA系统(含讲解报告)/
  2. CA系统(含讲解报告)/casystem.sql 972B
  3. CA系统(含讲解报告)/ca系统.jar 2.4MB
  4. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/
  5. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/.classpath 562B
  6. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/.project 387B
  7. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/.settings/
  8. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/.settings/org.eclipse.jdt.core.prefs 781B
  9. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/
  10. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/
  11. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/DigitalSignature.class 2.92KB
  12. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/keys.class 2.32KB
  13. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/keyswindow$1.class 1.38KB
  14. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/keyswindow.class 1.11KB
  15. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/MD5Util.class 1.05KB
  16. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/resultwindow.class 1.42KB
  17. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/SQL.class 1.31KB
  18. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/Test.class 619B
  19. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/windows$addtext.class 1.88KB
  20. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/windows$Apply.class 3.2KB
  21. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/windows$Revoke.class 1.78KB
  22. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/windows$winkeys.class 631B
  23. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/bin/CA/windows.class 3.19KB
  24. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/lib/
  25. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/lib/mysql-connector-j-8.2.0.jar 2.37MB
  26. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/src/
  27. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/src/CA/
  28. CA系统(含讲解报告)/ca系统2.0/src/CA/Test.java 13.27KB
  29. CA系统(含讲解报告)/模拟CA系统设计报告.docx 1.18MB
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