随着信息时代的到来,如何保障信息的安全显得越来越重要,但不可回避的是国内密码工程实践人才的缺乏给整个行业所带来的负面影响,这就对我们高校的信息安全教育提出了新的要求。《密码工程实验平台》项目正是在这个背景下提出的。本文是作者参与该项目研究和设计之后的课题总结,主要研究的是密码工程实验平台的设计方案以及安全片内操作系统的实现方案。 本文首先详细研究了PKI体系结构的特点,提出了利用终端加密设备作为实验平台的整体设计方案,简要介绍了密码实验平台系统框架中各部分的功能。 其次,本文的硬件设计部分详细说明了各硬件模块组成和设计方法。软件设计部分,详细介绍了卡内操作系统(简称COS)各部分的研究及实现过程,其中包括:传输控制、安全管理、算法系统、指令系统和文件系统。为了解决使用中密钥管理带来的困难,提出了管理密钥文件加应用密钥文件的设计方法,前者用于COS的安全管理,后者用于特定的加密应用环境。目的是将两类密钥加以区分,完善了密钥管理方案。除了实现ISO/IEC 7816标准中所要求的指令系统之外,还自定义了PKI指令系统,包含密钥对产生、数字签名等功能,拓展了其使用价值。 最后,作者通过搭建了应用环境对实验平台进行了实验调试,其中包括电阻热噪声芯片输出信号的分析,通过CAPI接口对实验平台的算法系统进行测试,保证了实验平台的运行良好。