随着信息化时代的到来,电子海图将势必取代延用几个世纪的传统纸质海图。世界各国对电子海图及其应用系统都极为重视,国际海道测量组织IHO等相关国际组织从电子海图兴起之时就对其加以规范。为保护电子海图信息避免被非授权复制,同时确保其来源真实性和数据完整性,IHO制定并颁布了S-63数据保护方案。该方案基于PRIMAR保护方案发展而来,采用Blowfish分组算法对海图信息加密保护,通过SHA-1哈希函数和CRC循环冗余校验确保传输数据的完整性,并采用DSA算法进行签名认证。本论文首先对IHO S-63数据保护方案作了一个完整综述,主要侧重对四方参与者的责任权限分析,并对方案流程中的各个模块进行了总结归纳。其次本文从数据保密性、数据完整性、认证、不可否认性这四个安全服务方向分别对该数据保护方案做安全性分析研究。本文最后对该方案进行了多处改进,使其获得更高的安全性。改进后,前向安全数字签名所提供的安全服务能减少密钥泄漏对系统安全所带来的影响:密钥被动泄漏时攻击者不可伪造之前时段的海图信息签名文件,密钥主动泄漏时数据服务方、管理方也不可抵赖原先签名;对单元密钥的公钥实现改进,使得即使在电子海图信息更新频繁的阶段,数据客户方也不需频繁地向数据服务方提交用户许可来获取单元许可;随机填充改进使得密文输出更加随机化;对安全参数M_KEY的改进能解决本方案中M_KEY密钥过于暴露的问题。