基于PKI的OA身份认证系统的设计与实现

刘丽娜

济南职业学院 山东 250014

0 引言

OA系统(Office Automation,OA)作为电子政务的重要组成部分，由于其涉及的信息的特殊性，对安全性的要求越来越高。随着OA系统使用量的增大、存放的数据增多，以及与业务管理更加紧密地结合，安全性就被提升到更加重要的位置。因此，如何做好OA系统的安全控制工作就成了一个非常重要和紧迫的课题。本文以济南职业学院的OA系统为背景，研究并设计了安全高效的OA身份认证系统。

1 基于PKI的数字认证技术

公钥基础设施(Public Key Infrastructure,PKI)是一种遵循标准的密码技术、提供安全服务的基础设施。PKI通过数字证书管理通信双发的公有密钥，其中国际电信联盟的X.509定义了提供数字证书认证服务的框架，此框架由第三方向通信双方签发证书。数字证书里包括用户的身份信息，密钥信息和第三方认证机构的签名信息，所有信息具有不可抵赖性。

本文设计的PKI身份认证系统为济南职业学院的OA系统的应用环境提供了一套安全基础平台。PKI包括验证策略、软硬件、证书认证中心(CA)、证书签发系统和PKI应用，具体组成如图1所示。其中，CA一般包括以下几个部分：证书库、注册机构(RA)、应用接口和证书销毁。

图1 PKI体系的组成结构

2 身份认证体系架构

本文设计的OA系统的身份认证使用了用户数字证书，实现了统一身份认证管理。图2为身份认证方案的基础框架，整个体系共分为三个层次，第一层为服务层，负责发放数字证书；第二层为中间层，实现数字证书绑定和应用接口；第三层为OA系统应用层，终端用户使用数字证书进行身份认证，实现应用系统的访问。

图2 身份认证的总体框架图

3 身份认证流程

基于PKI的OA身份认证系统的用户申请证书流程如图3。首先，用户向注册中心提交证书申请要求，注册中心通过信息进行审核；注册中心将审核后的用户证书申请请求提交给认证机构；认证机构签署证书并且颁发用户证书，并将证书存储到LADP目录服务器列表中，并将证书存放到证书数据库中，以供用户查询。

图3 用户申请证书原理图

用户查询证书原理如图4所示，当用户向注册中心提交查询证书要求时，注册中心通过证书库进行证书查询，若所查询的证书合法，将反馈合法证书信息，若所查证书非法，将反馈非法信息。整个认证过程可以简单分为三个阶段。第一，认证环境的初始化阶段，建立SSL连接通信，保证客户端与服务端的通信安全；第二，证书的合法性验证阶段，在基于用户信任列表模型下，验证数字证书的合法、有效性；第三，持证人的身份验证阶段，是认证的核心部分，整个认证过程最重要的一步，验证当前请求服务用户是不是证书持有者本人。具体流程如下：

(1) 客户端用户选自己的数字证书通过WEB服务器窗口将证书信息发送到认证服务器进行认证；

(2) 认证服务器对用户的证书进行认证；

(3) 若认证通过，返回成功信息，用户身份验证完成，登录应用系统成功；

(4) 若认证不通过，返回失败信息，登录应用系统不成功。

图4 用户认证原理示意图

具体认证流程图如图5。

图5 具体身份认证的数据流程图

用户注销证书流程图如图6，当用户向注册中心提交证书注销要求，注册中心通过信息进行审核；注册中心将审核后的用户证书注销请求提交给认证机构；认证机构签署证书并且注销用户证书，同时定期更新证书失效列表。

图6 用户撤销证书原理图

4 身份认证系统详细设计

图7 主要设计代码

这里主要包含三部分的详细设计：创建认证机构CA、服务器端的数据库设计和客户端设计。其中创建认证机构CA主要包括给CA命名、创建签发证书的目录、设置配置文件，创建证书序列号；数据库系统的设计主要是检查用户名是否存在，调用运算控件进行签名；客户端主要工作是：当服务器发送数字签名等待验证时，客户端要相应的给服务器发送一个数字信封来表明自己的身份，首先，与服务端一样要进行网络连接的初始化，载入用户公、私钥证书，建立SSL连接等，因为需要用到自身的私钥进行解密和签名，所以还需要从私钥证书中读取客户端的私钥内容。各部分设计的主要代码如图7所示。对于客户端来说，其主要工作是：当服务器发送数字签名等待验证时，客户端要相应的给服务器发送一个数字信封来表明自己的身份。具体的主要代码如图7所示。

5 结语

本文将PKI安全技术和高校OA系统有效地结合，从而实现统一的身份验7证系统，并辅以具体应用案例。本文研究成果应用到具体电子政务系统后，能实现OA系统的用户身份安全管理，大大提高的安全性、可控性，促进电子政务建设的健康发展。

[1] 关振胜.公钥基础设施PKI及其应用.北京：电子工业出版社.2008.

[2] 崔赢,巩建平.PKI在电子政务中的应用.电子技术.2003.

[3] 荆继武,林璨锵,冯登国.PKI技术(信息安全国家重点实验室信息安全技术).北京：科学出版社.2008.