基于XMPP协议与混合加密的即时通讯系统研究与实现

发布时间：2020-03-24 00:24

【摘要】：随着智能手机与移动互联网的高速发展,移动即时通讯软件逐渐成为人们生活的一部分,丰富的多媒体信息让人们随时随地和亲朋好友的沟通更加多姿多彩。然而,商业即时通讯软件的协议私有化让即时通讯的发展受到一定的阻碍,开发者们越来越感受到闭门造车的弊端。因此,开源的即时通讯协议逐步受到人们的重视,XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol,可扩展通讯和表示协议)协议借此机会受到越来越多的开发者的青睐。本文针对目前即时通讯软件协议封锁的现状,结合开源的XMPP协议与混合加密方案,基于“金融获客”项目,通过改进AES(Advanced Encryption Standard,高级加密标准)与ECC(Elliptic Curves Cryptography,椭圆曲线密码学)加密算法,设计了专门针对即时通讯系统的混合加密方案,并设计与开发了基于XMPP协议的即时通讯系统。首先,本文调研了目前国内外即时通讯软件与即时通讯协议的发展现状,并对比了4种常用的即时通讯协议,选择了开源、灵活、可扩展性强的XMPP协议;接着,本文详细研究了XMPP协议的整体架构、地址结构、消息格式与安全机制等几个方面,并介绍了基于XMPP协议的Openfire开源服务器与Smack开源API以及Android操作系统;然后,本文对金融获客内嵌的即时通讯系统进行了功能性需求与非功能性需求的分析,接着对该系统的总体架构、网络拓扑进行了设计,并对数据库、服务器、客户端三端进行了详细的设计;在此基础上本文分别研究了原始的AES与ECC加密算法,并对其安全性缺陷做出了改进,同时调整密钥生成流程,设计了混合加密方案与选择性加密;然后本文对即时通讯系统进行了实现,给出了各个模块相应的类图,对重要的类与方法进行了解释说明,接着对混合加密方案进行了实现,然后对客户端的各个模块进行系统测试,同时对混合加密的功能与性能进行了测试,并对其安全性进行了论证,证实本文设计的混合加密方案相对于单一加密算法,性能与安全性的确有所提升;最后,本文总结了全文的工作,分析了该系统的不足之处,并展望了即时通讯的发展。
【图文】：

检查通过单向散列函数计算完成[23]。回拨认证采用 DNS 方式完成，RFC2052 中详细制定了这一技术细节。通过回拨认证技术，服务器可以确定与自己连接的其他服务器是否拥有合法的授权[23]。2.2 Openfire 与 Smack2.2.1 Openfire 简介Openfire 是开源社区 Ignite Realtime 推出的一款开源免费的实时协作服务器，其采用 XMPP 协议，通过 Java 编程语言开发，具有良好的跨平台性[24]。Openfire 作为一个开源的 XMPP 服务器，既能对客户端起到连接认证、会话管理、消息转发的作用，又能对用户实现登录验证、好友管理等功能。除此之外，Openfire 通过使用 Web端管理服务器自身的配置、端口、数据库等功能，，Web 界面简洁大方，功能实用，十分方便开发人员上手。Openfire 本身拥有自己的数据库，同时也支持常见的数据库，包括 Oracle、MySQL 和 SQLServer 等。

第五章 即时通讯系统实现与测试在第三章中本文对即时通讯系统的总体架构与数据库、服务器、客户端进行了设计，并给出了详细的模块划分，而在第四章中本文设计了一种具有选择性加密的混合加密的方案，本章将根据第三章的功能设计与第四章的加密设计，通过编写程序实现该即时通讯系统，并对系统的功能与加密的功能和性能进行测试，然后论证其安全性，力求达到需求中提出的目标。具体的开发环境如下：Java 服务器的开发工具为 MyEclipse Enterprise Workbench2014，服务器为Apache Tomcat 7.0.64，Android 客户端的开发工具为Android Studio 3.0。5.1 XMPP 服务器部署本系统选用 Openfire 开源服务器作为 XMPP 服务器，Openfire 服务器在安装完成后需要对各种参数进行配置，其中比较重要的是数据库的配置，具体配置信息如图5.1 所示，其中数据库本系统选择了开源免费、小巧实用的 MySQL 数据库。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP311.52;TN918.4

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本文编号：2597506