基于GPU的数据取证系统设计与实现

发布时间：2017-05-08 16:11

  本文关键词：基于GPU的数据取证系统设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网与计算机技术的发展,大量的数据的产生、存储、处理等环节都依靠计算机网络,对海量信息的监控与管理存在巨大的困难。尤其是,随着计算机犯罪个案数字不断上升和犯罪手段的数字化,搜集电子证据的工作成为提供重要线索及破案的关键。恢复已被破坏的计算机数据及提供相关的电子资料证据就是电子取证。而通过对RAR、Word等常用文字处理软件或压缩软件的破解,对于获取相关电子证据,具有重要的意义。RAR是一种文件压缩格式,Word是微软公司出品的一款文字处理软件,凭借它们的的可靠性和实用性在全世界范围拥有广泛的用户。RAR可对压缩文件进行加密,与Word复合文档的加密机制一起已得到了广泛的应用,相应的文件密码破解就有了一定的市场需求。本硕士论文基于GPU的高性能并行运算能力及CUDA开发平台,通过分析RAR加密和Word加密机制的原理,利用GPU强大的多线程并行计算能力,提出了基于GPU的穷举法和彩虹法快速破解算法,达到快速破解RAR文件和Word加密系统的效果。经过在NVIDIA Tesla C1060 GPU平台上进行测试,表明该方法运行稳定、破解率高、破解速度快,可在司法取证和打击网络违法行为中发挥重要作用。主要研究内容有五部分:RAR文件的加密分析模块,即分析KEY和Hash Value如何来加密压缩的数据段;RAR文件的解密密模块,即将解密后的数据块进行解压缩,然后解成源文件,再通过CRC校验码比较来获得正确密码;计算MD5的Hash值模块,即枚举密码的MD5值,然后和用户输入的口令字MD5值进行比较,若匹配则输出密码;定义出破解Word文档的单向函数,把彩虹表时空折衷技术放到GPU中;GPU并行计算模块,即利用多线程加速并行破解。
【关键词】：RAR Word文档破解 GPU CUDA 时空折衷算法 彩虹表
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：D918;TP309
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-14
• 1.1 本系统开发的背景11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文研究内容及创新12-13
• 1.4 论文组织结构13-14
• 第二章 系统需求分析14-18
• 2.1 电子取证的定义14
• 2.2 电子取证的诞生和发展14-15
• 2.3 电子取证在国内的发展15
• 2.4 电子取证面临的挑战15-16
• 2.5 系统开发的主要目的16-18
• 第三章 开发基础知识18-24
• 3.1 GPU及其通用计算18-19
• 3.2 CUDA概述19-24
• 3.2.1 CUDA编程模型19-20
• 3.2.2 CUDA存储器模型20
• 3.2.3 CUDA的执行模型20-21
• 3.2.4 CUDA API21
• 3.2.5 CUDA C语言与NVCC编译器21-24
• 第四章 基于GPU的图像和视频处理24-40
• 4.1 图像分割算法运用24-31
• 4.1.1 directx9技术及其背景24-25
• 4.1.2 DirectX组件25
• 4.1.3 边缘提取介绍25
• 4.1.4 canny算法及改进25-29
• 4.1.4.1 经典canny算法介绍26-28
• 4.1.4.2 改进canny算子28-29
• 4.1.5 边缘连接算法29-31
• 4.1.6 四向扫描法31
• 4.2 基于GPU的AVS视频编译器技术的应用31-37
• 4.2.1 AVS视频编码背景简介31-32
• 4.2.2 AVS视频编码原理32-33
• 4.2.3 Slice并行编码算法33-34
• 4.2.4 CUDA平台并行计算模块实现原理34-37
• 4.3 基于GPU的AVS视频编译器技术的应用测试结果及分析37-40
• 第五章 对RAR的口令字破解系统40-56
• 5.1 功能需求40-41
• 5.1.1 系统设计目标40
• 5.1.2 功能分析40
• 5.1.3 系统层次模块图40-41
• 5.2 系统性能要求41
• 5.3 系统方案论证与原理分析41-47
• 5.3.1 RAR文件的加密分析模块实现原理41-43
• 5.3.2 RAR文件的解密模块实现原理43-44
• 5.3.3 计算MD5的Hash值模块44-45
• 5.3.4 GPU并行计算模块45-47
• 5.4 系统流程图47-48
• 5.5 系统设计48-49
• 5.5.1 编写代码48
• 5.5.2 系统界面设计48-49
• 5.6 对RAR的口令字破解系统测试方案49-50
• 5.6.1 在GPU下测试破解RAR口令字50
• 5.6.2 在CPU下测试破解RAR口令字50
• 5.7 对RAR的口令字破解系统测试环境搭建50-51
• 5.8 对RAR的口令字破解系统测试设备51
• 5.9 性能测试与分析51-54
• 5.10 对比测试与分析54-56
• 第六章 基于GPU的WORD文档快速破解算法原理与实现56-64
• 6.1 WORD文档加解密机制56-57
• 6.2 破解WORD文档的方法57-58
• 6.3 彩虹表原理58
• 6.4 时空折衷算法58-59
• 6.5 RC4算法59
• 6.6 计算MD5的HASH值模块59-60
• 6.7 GPU并行计算模块实现原理60
• 6.8 基于GPU的WORD文档快速破解方案的设计60-61
• 6.9 编程实现61-62
• 6.10 WORD文档快速破解测试结果及分析62-64
• 第七章 总结64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68
• 附录68-97
• 攻读工程硕士学位期间取得的成果97-98

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