南昌大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告(范例)
題 目：
學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 系 機械工程系
專 業(yè)： 材料成型及控制工程
班 級： 材成041班
學(xué) 號： 5901204061
姓 名： 指導(dǎo)教師： 填表日期：
一、選題的依據(jù)及意義
本課題來源于江鈴汽車集團公司骨干企業(yè)，江鈴汽車集團公司車廂內(nèi)飾件廠的全資子公司，江西江鈴有色金屬壓鑄廠。該公司成立于2002年5月。工廠總投入資金為四千萬元人民幣，自建立起就本著高起點，現(xiàn)代化的原則，工廠以生產(chǎn)鋁合金壓鑄件及其加工為主,已為江鈴汽車、奇瑞汽車及中華汽車配套生產(chǎn)變速器及發(fā)動機零部件，產(chǎn)品已出口歐洲，工廠還可生產(chǎn)路燈燈罩、電梯踏板、電機殼體等其它鋁合金壓鑄件。
產(chǎn)品圖如下所示：
壓力鑄造是近代金屬加工工藝中發(fā)展較快的一種少無切削的特種鑄造方法。它是將熔融金屬在高壓高速下充填鑄型，并在高壓下結(jié)晶凝固形成鑄件的過程。高壓高速是壓力鑄造的主要特征。常用的壓力為數(shù)十兆帕，填充速度（內(nèi)澆口速度）約為16～80米/秒，金屬液填充模具型腔的時間極短，約為0.01～0.2秒。
壓力鑄造特點如下：
一、優(yōu)點：
（1）可以制造形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁深腔的金屬零件。
（2）壓鑄件的尺寸精度較高，可達IT11～IT13級，有時可達IT9級，表面粗糙度達
Ra0.8～3.2um,有時達Ra0.4um,互換性好。
（3）材料利用率高。
（4）可以將其他材料的嵌件直接嵌鑄在壓鑄件上。
（5）壓鑄件組織致密，具有較高的強度和硬度。
（6）可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。
二、缺點：
（1）由于高速充填，快速冷卻，形腔中氣體來不及排出，致使壓鑄件常有氣孔及氧化
夾雜物存在，從而降低了壓鑄件質(zhì)量。
（2）壓鑄機和壓鑄模質(zhì)量昂貴，不適合小批量生產(chǎn)。
（3）壓鑄件尺寸受到限制。
（4）壓鑄合金種類受到限制。
在此之上還發(fā)展出多種特殊壓鑄工藝，以解決壓鑄件的氣孔和疏松問題。迄今為止主要有真空壓鑄、充氧壓鑄、精速密壓鑄、半固態(tài)壓鑄等。
由于用這種方法生產(chǎn)產(chǎn)品具有生產(chǎn)效率高，工序簡單，鑄件公差等級較高，表面粗糙度好，機械強度大，可以省去大量的機械加工工序和設(shè)備，節(jié)約原材料等優(yōu)點，且其缺點可以通過特殊壓鑄得到有效的克服，所以現(xiàn)已成為我國鑄造業(yè)中的一個重要組成部分。
本次畢業(yè)設(shè)計正是利用CAD技術(shù)來完成壓鑄模的設(shè)計。通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅可以鞏固所學(xué)的理論知識，還可以培養(yǎng)運用所學(xué)專業(yè)理論知識的能力，同時提高了應(yīng)用Pro/E軟件的能力，因而是一次很好的理論和實踐相結(jié)合的鍛煉機會。本次畢業(yè)設(shè)計源于生產(chǎn)實際，對于我們今后從事實際技術(shù)工作有很大的幫助，有利于我們掌握壓鑄模設(shè)計的過程和要點，熟悉Pro/E軟件在壓鑄模設(shè)計中的應(yīng)用步驟，為日后的工作打下一個堅實的基礎(chǔ)！
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）
壓力鑄造工藝的諸多特點，使其在提高有色金屬合金鑄件的精度水平、生產(chǎn)效率、表面質(zhì)量等方面顯示出了巨大優(yōu)勢。隨著汽車、摩托車等工業(yè)的發(fā)展，以及提高壓鑄件質(zhì)量、節(jié)省能耗、降低污染等設(shè)計要求的實現(xiàn)，有色金屬合金壓鑄件、特別是輕合金（鋁及鎂合金）壓鑄件的應(yīng)用范圍在快速擴張。有資料表明：工業(yè)發(fā)達國家用鋁合金及鎂合金鑄件代替鋼鐵鑄件正在成為重要的發(fā)展趨勢。目前壓鑄已成為汽車用鋁合金成形過程中應(yīng)用最廣泛的工藝之一，在各種汽車成型工藝方法中占49％。
美國是名符其實的壓鑄件生產(chǎn)大國，美國的壓鑄工業(yè)很發(fā)達，產(chǎn)量和技術(shù)都屬全球首位。美國壓鑄業(yè)的發(fā)展對全球有一定的影響，近年來保持略有增長；由于汽車工業(yè)對壓鑄件需求的急劇增長，在本國總體經(jīng)濟不景氣的背景下，日本壓鑄取得了令人驚異的增長速度，壓鑄年產(chǎn)量不斷創(chuàng)出新高。德國鎂壓鑄件的產(chǎn)量在大幅度的增加。另一方面，企業(yè)之間的兼并和重組的趨勢也在加劇。為緩解競爭壓力，降低成本，發(fā)達國家壓鑄廠家紛紛移師海外發(fā)展。同時，國際上大型汽車廠家的零部件采購進入全球化時代。在這種大環(huán)境中，發(fā)展中國家的壓鑄業(yè)獲得了難得的機遇，近10年來的發(fā)展非常迅速。中國平均年增長率在 10％以上，東南亞地區(qū)和中國臺灣地區(qū)都非常活躍。（世界各國壓鑄件的產(chǎn)量及市場狀況表1）。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，大多數(shù)國家的鋁合金壓鑄件占總量的70%左右，鋅合金壓鑄件僅次于鋁合金壓鑄件。每個國家都是汽車制造業(yè)驅(qū)動著壓鑄行業(yè)，汽車業(yè)使用的壓鑄件不低于48%（美國），多者
可達80%（日本）。 20世紀90年代以來，中國有色金屬壓鑄工業(yè)在取得令人驚嘆發(fā)展的同時，已成為一個新興產(chǎn)業(yè)�，F(xiàn)全國共有有色金屬壓鑄企業(yè)3000家左右，壓鑄件產(chǎn)量從1995年的26.6萬t上升到2015年的87萬t，年均遞增率為12.58％，其中鋁合金壓鑄件占所有壓鑄件產(chǎn)量的3／4以上。
今后壓鑄生產(chǎn)的發(fā)展趨勢是：壓鑄工藝要采用新技術(shù)，提高壓鑄件質(zhì)量，擴大應(yīng)用范圍;壓鑄機要實現(xiàn)系列化、大型化及自動化;壓鑄模要提高使用壽命。總之，為壓鑄生產(chǎn)開辟更廣闊的前景。
三、本課題研究內(nèi)容
1) 通過畢業(yè)實習(xí)，熟悉壓鑄模的總體構(gòu)造及壓鑄件的生產(chǎn)過程。查閱相關(guān)文獻，撰
寫詳細的實習(xí)報告、開題報告。
2) 學(xué)習(xí)設(shè)計軟件Proe，繪制鑄件圖，壓鑄模裝配圖，壓鑄模零件圖若干張,繪圖量折
合A0號圖紙3張以上。
3) 編制詳細的設(shè)計說明書一份。
四、本課題研究方案
1. 對零件進行工藝性分析。
1) 合金種類及要求的技術(shù)性能。
2) 壁厚分析。
3) 鑄孔分析。
4) 出模斜度分析。
5) 機加工余量。
2. 對模具結(jié)構(gòu)的初步分析。
圍繞型腔的組成對模具結(jié)構(gòu)進行分析。
1) 選擇分型面、確定形腔數(shù)量，按零件輪廓在分型面上的投影面積加上澆注溢
流系統(tǒng)面積計算壓鑄投影面積。
2) 選擇內(nèi)澆口進口位置，確定澆注系統(tǒng)的總體布置方案。
3) 確定抽芯位置，選用合理的抽芯方案。
4) 確定推出元件的位置，選用合理的推出、復(fù)位方案。
3. 選定壓鑄機。
按合金種類選擇壓鑄機類型后，按投影面積和質(zhì)量要求特點來選定壓鑄機，同時要兼顧所擁有生產(chǎn)設(shè)備的均衡性。
1) 確定壓射比壓，計算鎖模力，選定壓鑄機型號和規(guī)格。
2) 估算模具需要的開模行程、推出力，是否需要的開模行程、推出力，是否需
要推出回程及定模液壓抽芯等。
4. 繪制壓鑄毛壞圖。
5. 繪制壓鑄模裝配圖及零件圖若干張。
五、研究目標、主要特色及工作進度
（1） 研究目標：
a) 通過畢業(yè)設(shè)計,熟悉壓鑄模的總體設(shè)計過程。
b) 設(shè)計并繪制出一套完整的壓鑄模具圖，繪圖量折合A0號圖3張以上。
c) 培養(yǎng)動手能力，為以后工作打好基礎(chǔ)。
（2） 主要特色：
圖紙來源于工廠，出于實際產(chǎn)品的設(shè)計，以后有機會對照工廠的師傅們設(shè)計出
的模具，找出自己的不足點。基于Proe繪制出一套完整的壓鑄模具圖，不要
求制造出實物。
（3） 工作進度：
六、參考文獻
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[2] 模具實用技術(shù)叢書編委會編.壓鑄模設(shè)計應(yīng)用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015
[3] 田雁晨等編.金屬壓鑄模設(shè)計技巧與實例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015
[4] 《壓鑄模設(shè)計手冊》編寫組編.壓鑄模設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1981
[5] 于彥東主編.壓鑄模具設(shè)計及CAD[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002
[6] 王伯平主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004
[7] 吳宗澤等編.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京：高等教育出版社，2015
[8] 西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室編[M].機械設(shè)計. 北京：高等教育出版社，
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[9] 鄧明主編.實用模具設(shè)計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015
[10] 林慧國等主編.模具材料應(yīng)用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004
[11] 彭建聲等編.簡明模具工實用技術(shù)手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003
[12] 曾昭昭主編.特種鑄造[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，1990
[13] 伍建國等編.壓鑄模設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1995
[14] 袁曉光等編.壓鑄技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進展[R].鑄造，2002
[15] 王名涌編.壓鑄工業(yè)的現(xiàn)狀及進展[R].鑄造，2002
南昌大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告(范例) [篇2]
題目：基于RSA算法的加解密程序的設(shè)計和實現(xiàn)
學(xué)院：信息工程學(xué)院 專業(yè)：計算機應(yīng)用
班級：072班
學(xué)號： 8000107205
姓名： 指導(dǎo)教師：林振榮
填表日期： 2011年 2 月 28 日
一、選題的依據(jù)及意義：
RSA公鑰加密算法是第一個既能用于數(shù)據(jù)加密也能用于數(shù)字簽名的算法。它易于理解 操作，也十分流行。算法的名字以發(fā)明者的姓氏首字母命名：Ron Rivest,Adi Shamir和Leonard Adleman。雖然自1978年提出以來，RSA的安全性一直未能得到理論上的證明，但它經(jīng)歷了各種攻擊，至今未被完全攻破。隨著越來越多的商業(yè)應(yīng)用和標準化工作，RSA已經(jīng)成為最具代表性的公鑰加密技術(shù)。VISA、MasterCard、IBM、Microsoft等公司協(xié)力指定的安全電子交易標準(Secure Electronic Transactions.SET)就采用了標準RSA算法，這使得RSA在我們的生活中幾乎無處不在。網(wǎng)上交易加密連接、網(wǎng)上銀行身份驗證、各種信用卡使用的數(shù)字證書、智能移動電話和存儲卡的驗證功能芯片等，大多數(shù)使用RSA技術(shù)。
當(dāng)今公鑰加密更廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)身份認證，本課題將公鑰加密算法RSA應(yīng)用于小型文件加密。將任意文件加密成文本的解決方案，使其使用更加靈活。整個工程的分層設(shè)計，給引用移植和后續(xù)開發(fā)帶來便利。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：
密碼學(xué)以研究秘密通信為目的,研究對傳輸信息采取何種的變換,以防止第三者對信息的截取。在密碼學(xué)中,需要變換的原消息稱為明文消息。明文經(jīng)過變換成為另一種隱蔽的形式,稱為密文消息。完成變換的過程稱作加密,其逆過程(即由密文恢復(fù)出明文的過程)稱作解密。對明文進行加密時所采取的一組規(guī)則稱作加密算法。加密和解密操作通常在密鑰的控制下進行,并有加密密鑰和解密密鑰之分。因為數(shù)據(jù)以密文的形式存儲在計算機文件中,或在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸,因此數(shù)據(jù)被未授權(quán)者非法竊取,或因系統(tǒng)故障和操作人員誤操作而造成數(shù)據(jù)泄漏,未授權(quán)者也不能理解它的真正含義,從而達到數(shù)據(jù)保密的目的。同樣,未授權(quán)者也不能偽造合理的密文,因而不能篡改數(shù)據(jù),從而達到數(shù)據(jù)真實性的目的。
密碼技術(shù)是對信息進行重新編碼, 從而達到隱藏信息內(nèi)容, 使非法用戶無法獲取信息真實內(nèi)容的一種手段。在單鑰密碼體制中,加密和解密所用的密鑰是相同的或者相近的,即由加密密鑰很容易得出解密密鑰。在一個密碼系統(tǒng)中,不能假定加密算法和解密算法是保密的,因此,密鑰必須保密。然而發(fā)送信息的通道往往是不可靠或者不安全的,所以,在對稱密碼體系中,必須用不同于發(fā)送信息的另外一個安全信道來發(fā)送密鑰,但這個安全信道不一定真的安全。為此,人們希望使用一種不需要傳遞解密密鑰的密碼體制公開密鑰密碼體制。
Whitfield Diffie和Martin Hellman在《密碼學(xué)的新方向》一文中包含了設(shè)計一個具有公鑰私鑰對系統(tǒng)的協(xié)議的詳細信息，隨后這一算法以兩位作者的姓名命名，即
1
Diffie-Hellman 算法，它被稱為公鑰系統(tǒng)的基礎(chǔ)。公鑰密碼的新概念開創(chuàng)了現(xiàn)代密碼學(xué)的新領(lǐng)域。這一領(lǐng)域雖然只有短短的二十幾年時間,但投入研究人員之多,他們來自學(xué)科之廣,發(fā)表的論文之眾是其它任何一門學(xué)科所不能比的，所以很快便獲得了一整套很系統(tǒng)的成果。
1.傳統(tǒng)密碼在密鑰分配與管理上是極困難的。在任何密文未發(fā)送之前,A方和B方必須利用安全信道時行密鑰K的預(yù)先通信,在實際應(yīng)用中,這可能是非常困難的。因此,Diffie和Hellman提出了公鑰密碼體制的思想。
2.在商業(yè)上有時不可能做得到通信雙方事先預(yù)約使用相同密鑰。
公鑰密碼體制將加密密鑰與解密密鑰分開,并將加密密鑰公開,解密密鑰保密。這樣,每個用戶擁有兩個密鑰:公開鑰和秘密鑰,并且所有公開鑰均被記錄在類似電話簿的密碼本中。這種密碼體制的安全性是從已知的公開鑰、加密算法與在信道上截獲的密文不能求出明文或秘密鑰。
公鑰體制的基礎(chǔ)是陷門(單向函數(shù)) , 即某種實際處理過程的不可逆性。目前的公鑰思想基于兩種:一是依賴于大數(shù)的因數(shù)分解的困難性;二是依賴于求模離散對數(shù)的困難性。公開密鑰密碼體制開辟了密碼學(xué)研究的新方向,此后,人們基于背包問題、因子分解問題和離散對數(shù)問題等數(shù)學(xué)難題提出了大量的公鑰密碼體制算法。
在受Diffie-Hellman 算法思想啟發(fā)之后，美國麻省理工學(xué)院的三個研究人員：Ronald Rivest,AdiSharmir 和Leonard Adleman聯(lián)合提出一種基于數(shù)論中歐拉定理的公鑰密碼系統(tǒng),簡稱RSA公鑰系統(tǒng)，并于1983 年在美國獲得專利。
RSA 公鑰密碼算法是迄今為止在理論上最為成熟、完善的公鑰密碼體制。從提出到現(xiàn)在已經(jīng)歷了各種攻擊的考驗，逐漸為人們接受，普遍認為是目前最優(yōu)秀的公鑰方案之一。它是第一個既能用于數(shù)據(jù)加密也能用于數(shù)字簽名和密鑰分配與管理的算法。它易于理解和操作，也很流行。因為它既可用于加密,又可用于簽名,并為用戶的公開密鑰簽發(fā)公鑰證書、發(fā)放證書、管理證書等,提高了服務(wù)質(zhì)量，所以, RSA 公開密鑰密碼在當(dāng)今的信息交換過程中已得到廣泛的應(yīng)用和實踐，RSA 公鑰密碼體制在世界許多地方已經(jīng)成為事實上的標準。
該算法的加密密鑰和加密算法分開,使得密鑰分配更為方便。而且它特別符合計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。對于網(wǎng)上的大量用戶,可以將加密密鑰用電話簿的方式印出。如果某用戶想與另一用戶進行保密通信,只需從公鑰簿上查出對方的加密密鑰,用它對所傳送的信息加密發(fā)出即可。對方收到信息后,用僅為自己所知的解密密鑰將信息解密,了解明文的內(nèi)容。由此可看
出,RSA 算法解決了大量網(wǎng)絡(luò)用戶密鑰管理的難題,這是公鑰密碼系統(tǒng)相對于對稱密碼系統(tǒng)最突出的優(yōu)點。
RSA 是一個基于數(shù)論的非對稱密碼體制,是一種分組密碼體制，是一種基于因子分解的指數(shù)函數(shù)作為單向陷門函數(shù)的公鑰體制算法。它基礎(chǔ)是數(shù)論的歐拉定理,素數(shù)檢測,它的安全性是基于大數(shù)分解,后者在數(shù)學(xué)上是一個困難問題。
RSA算法是第一個完善并且簡單實用的公鑰密碼體制算法。近年來,國內(nèi)外學(xué)者對RSA密碼算法提出了多種攻擊方法,例如Pollard p21方法、二次篩法、橢圓曲線算法和數(shù)域篩法等。
RSA 的安全性基于復(fù)雜性理論中的計算安全性, 依賴于大整數(shù)分解這一NP 難題�？煽啃耘c所用密鑰的長度有很大關(guān)系, 假如有人找到一種很快的分解因子的算法, 即從一個公鑰中通過因數(shù)分解得到私鑰,那么用RSA 加密的信息的可靠性肯定會極度下降。但由于其工作量巨大,按目前計算機的處理能力是不可能實現(xiàn)的。實踐證明,在當(dāng)前的技術(shù)和方法下,密鑰不小于1 024 bit的RSA算法仍然是安全的。這充分說明RSA 系統(tǒng)具有良好的保密性能。
因此,盡管先后出現(xiàn)了很多新的公鑰體制算法,但RSA仍然在不同應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)了重要的位置。隨著計算機運算速度的提高以及因子分解算法的突破, RSA 的密鑰長度將越來越大, 其軟硬件實現(xiàn)速度將成為制約其使用的重要因素。
為了提高RSA密碼算法的軟硬件實現(xiàn)速度,人們提出了許多可行的方法,例如旨在快速產(chǎn)生大素數(shù)的Monte Carlo概率算法,加速模冪運算的M-ary法、Yacobi法、加法鏈法和向量加法鏈法,以及利用孫子定理(CRT)改進RSA的解密運算等。
近年來, 橢圓曲線密碼體制(ECC)得到廣為關(guān)注, 與同等保密強度的RSA 相比, ECC 的密鑰長度更小, 密鑰生成及加解密速度更快, 且同樣具有RSA 數(shù)字簽名的優(yōu)點。因此對RSA 構(gòu)成了極大挑戰(zhàn)。無論針對哪種體制, 尋找更為高效的大數(shù)運算算法始終是一個長久的話題。
三、本課題研究內(nèi)容和方案
本課題致力于RSA算法的理論研究、RSA算法的改進以及基于RSA算法的加密、解密軟件的實現(xiàn)。
本課題將公鑰加密算法RSA應(yīng)用于小型文件加密，將任意文件加密成文本的解決方案，使其使用更加靈活。整個工程的分層設(shè)計，給引用移植和后續(xù)開發(fā)帶來便利。
整個工程采用分層設(shè)計。核心的RSA算法由C++類庫實現(xiàn)，針對用戶所在的操作系統(tǒng)封裝成本地化組件。其他各功能如文件操作、數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換和圖形界面等，由托管代碼借助
虛擬機平臺標準庫的功能快速開發(fā)實現(xiàn)（本文針對選用.Net上的C#論述，調(diào)用本地組件，設(shè)計模式上是完全類似的）。這種開發(fā)方式，核心功能集中在最底層，在不斷的封裝中針對具體環(huán)境對組件功能不斷擴充，任意一個層面的封裝都可以被直接應(yīng)用到其它項目，比如在Web使用以前為某窗體程序?qū)懙慕M件、給嵌入式設(shè)備交叉編譯算法庫等。但是每一層都需要依賴底層的所有組件。
綜上所述，設(shè)計方案上層使用C#，底層算法使用C++，可以由一個Visual Studio解決方案管理，給調(diào)試帶來極大的方便。整個工程分四層，實現(xiàn)RSA加密算法的C++核心類庫、封裝C++核心類庫的DLL組件、引用DLL的.Net類、實現(xiàn)文件操作功能的.Net窗體應(yīng)用程序。
四、本課題的研究進度：
進度計劃表如下表2所示：
五、參考文獻
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[2]辛運煒.密碼學(xué)算法[M] .電子工業(yè)出版社，1998
[3]Douglas R.Stinson.密碼學(xué)原理與實踐.北京：電子工業(yè)出版社，2003：131-132
[4]趙振江.密碼編碼學(xué)[M] 加密方法的C與C++實現(xiàn)[M] .電子工業(yè)出版社，2003.6： 31~41
南昌大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告(范例) [篇3]
題 目： 基于RSA算法的加解密程序的設(shè)計和實現(xiàn)
學(xué) 院： 信息工程學(xué)院
專 業(yè)： 計算機應(yīng)用
班 級： 072班
學(xué) 號： 8000107205
姓 名：指導(dǎo)教師： 林振榮
填表日期： 2011 年 2 月 28 日
一、選題的依據(jù)及意義：
RSA公鑰加密算法是第一個既能用于數(shù)據(jù)加密也能用于數(shù)字簽名的算法。它易于理解 操作，也十分流行。算法的名字以發(fā)明者的姓氏首字母命名：Ron Rivest,Adi Shamir和Leonard Adleman。雖然自1978年提出以來，RSA的安全性一直未能得到理論上的證明，但它經(jīng)歷了各種攻擊，至今未被完全攻破。隨著越來越多的商業(yè)應(yīng)用和標準化工作，RSA已經(jīng)成為最具代表性的公鑰加密技術(shù)。VISA、MasterCard、IBM、Microsoft等公司協(xié)力指定的安全電子交易標準(Secure Electronic Transactions.SET)就采用了標準RSA算法，這使得RSA在我們的生活中幾乎無處不在。網(wǎng)上交易加密連接、網(wǎng)上銀行身份驗證、各種信用卡使用的數(shù)字證書、智能移動電話和存儲卡的驗證功能芯片等，大多數(shù)使用RSA技術(shù)。
當(dāng)今公鑰加密更廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)身份認證，本課題將公鑰加密算法RSA應(yīng)用于小型文件加密。將任意文件加密成文本的解決方案，使其使用更加靈活。整個工程的分層設(shè)計，給引用移植和后續(xù)開發(fā)帶來便利。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：
密碼學(xué)以研究秘密通信為目的,研究對傳輸信息采取何種的變換,以防止第三者對信息的截取。在密碼學(xué)中,需要變換的原消息稱為明文消息。明文經(jīng)過變換成為另一種隱蔽的形式,稱為密文消息。完成變換的過程稱作加密,其逆過程(即由密文恢復(fù)出明文的過程)稱作解密。對明文進行加密時所采取的一組規(guī)則稱作加密算法。加密和解密操作通常在密鑰的控制下進行,并有加密密鑰和解密密鑰之分。因為數(shù)據(jù)以密文的形式存儲在計算機文件中,或在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸,因此數(shù)據(jù)被未授權(quán)者非法竊取,或因系統(tǒng)故障和操作人員誤操作而造成數(shù)據(jù)泄漏,未授權(quán)者也不能理解它的真正含義,從而達到數(shù)據(jù)保密的目的。同樣,未授權(quán)者也不能偽造合理的密文,因而不能篡改數(shù)據(jù),從而達到數(shù)據(jù)真實性的目的。
密碼技術(shù)是對信息進行重新編碼, 從而達到隱藏信息內(nèi)容, 使非法用戶無法獲取信息真實內(nèi)容的一種手段。在單鑰密碼體制中,加密和解密所用的密鑰是相同的或者相近的,即由加密密鑰很容易得出解密密鑰。在一個密碼系統(tǒng)中,不能假定加密算法和解密算法是保密的,因此,密鑰必須保密。然而發(fā)送信息的通道往往是不可靠或者不安全的,所以,在對稱密碼體系中,必須用不同于發(fā)送信息的另外一個安全信道來發(fā)送密鑰,但這個安全信道不一定真的安全。為此,人們希望使用一種不需要傳遞解密密鑰的密碼體制公開密鑰密碼體制。
Whitfield Diffie和Martin Hellman在《密碼學(xué)的新方向》一文中包含了設(shè)計一個具有公鑰私鑰對系統(tǒng)的`協(xié)議的詳細信息，隨后這一算法以兩位作者的姓名命名，即
1
Diffie-Hellman 算法，它被稱為公鑰系統(tǒng)的基礎(chǔ)。公鑰密碼的新概念開創(chuàng)了現(xiàn)代密碼學(xué)的新領(lǐng)域。這一領(lǐng)域雖然只有短短的二十幾年時間,但投入研究人員之多,他們來自學(xué)科之廣,發(fā)表的論文之眾是其它任何一門學(xué)科所不能比的，所以很快便獲得了一整套很系統(tǒng)的成果。
1.傳統(tǒng)密碼在密鑰分配與管理上是極困難的。在任何密文未發(fā)送之前,A方和B方必須利用安全信道時行密鑰K的預(yù)先通信,在實際應(yīng)用中,這可能是非常困難的。因此,Diffie和Hellman提出了公鑰密碼體制的思想。
2.在商業(yè)上有時不可能做得到通信雙方事先預(yù)約使用相同密鑰。
公鑰密碼體制將加密密鑰與解密密鑰分開,并將加密密鑰公開,解密密鑰保密。這樣,每個用戶擁有兩個密鑰:公開鑰和秘密鑰,并且所有公開鑰均被記錄在類似電話簿的密碼本中。這種密碼體制的安全性是從已知的公開鑰、加密算法與在信道上截獲的密文不能求出明文或秘密鑰。
公鑰體制的基礎(chǔ)是陷門(單向函數(shù)) , 即某種實際處理過程的不可逆性。目前的公鑰思想基于兩種:一是依賴于大數(shù)的因數(shù)分解的困難性;二是依賴于求模離散對數(shù)的困難性。公開密鑰密碼體制開辟了密碼學(xué)研究的新方向,此后,人們基于背包問題、因子分解問題和離散對數(shù)問題等數(shù)學(xué)難題提出了大量的公鑰密碼體制算法。
在受Diffie-Hellman 算法思想啟發(fā)之后，美國麻省理工學(xué)院的三個研究人員：Ronald Rivest,Adi Sharmir 和Leonard Adleman聯(lián)合提出一種基于數(shù)論中歐拉定理的公鑰密碼系統(tǒng),簡稱RSA公鑰系統(tǒng)，并于1983 年在美國獲得專利。
RSA 公鑰密碼算法是迄今為止在理論上最為成熟、完善的公鑰密碼體制。 從提出到現(xiàn)在已經(jīng)歷了各種攻擊的考驗，逐漸為人們接受，普遍認為是目前最優(yōu)秀的公鑰方案之一。它是第一個既能用于數(shù)據(jù)加密也能用于數(shù)字簽名和密鑰分配與管理的算法。它易于理解和操作，也很流行。因為它既可用于加密,又可用于簽名,并為用戶的公開密鑰簽發(fā)公鑰證書、發(fā)放證書、管理證書等,提高了服務(wù)質(zhì)量，所以, RSA 公開密鑰密碼在當(dāng)今的信息交換過程中已得到廣泛的應(yīng)用和實踐，RSA 公鑰密碼體制在世界許多地方已經(jīng)成為事實上的標準。
該算法的加密密鑰和加密算法分開,使得密鑰分配更為方便。而且它特別符合計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。對于網(wǎng)上的大量用戶,可以將加密密鑰用電話簿的方式印出。如果某用戶想與另一用戶進行保密通信,只需從公鑰簿上查出對方的加密密鑰,用它對所傳送的信息加密發(fā)出即可。對方收到信息后,用僅為自己所知的解密密鑰將信息解密,了解明文的內(nèi)容。由此可看
出,RSA 算法解決了大量網(wǎng)絡(luò)用戶密鑰管理的難題,這是公鑰密碼系統(tǒng)相對于對稱密碼系統(tǒng)最突出的優(yōu)點。
RSA 是一個基于數(shù)論的非對稱密碼體制,是一種分組密碼體制，是一種基于因子分解的指數(shù)函數(shù)作為單向陷門函數(shù)的公鑰體制算法。它基礎(chǔ)是數(shù)論的歐拉定理,素數(shù)檢測,它的安全性是基于大數(shù)分解,后者在數(shù)學(xué)上是一個困難問題。
RSA算法是第一個完善并且簡單實用的公鑰密碼體制算法。近年來,國內(nèi)外學(xué)者對RSA密碼算法提出了多種攻擊方法,例如Pollard p21方法、二次篩法、橢圓曲線算法和數(shù)域篩法等。
RSA 的安全性基于復(fù)雜性理論中的計算安全性, 依賴于大整數(shù)分解這一NP 難題。可靠性與所用密鑰的長度有很大關(guān)系, 假如有人找到一種很快的分解因子的算法, 即從一個公鑰中通過因數(shù)分解得到私鑰, 那么用RSA 加密的信息的可靠性肯定會極度下降。但由于其工作量巨大,按目前計算機的處理能力是不可能實現(xiàn)的。實踐證明,在當(dāng)前的技術(shù)和方法下,密鑰不小于1 024 bit的RSA算法仍然是安全的。這充分說明RSA 系統(tǒng)具有良好的保密性能。
因此,盡管先后出現(xiàn)了很多新的公鑰體制算法,但RSA仍然在不同應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)了重要的位置。隨著計算機運算速度的提高以及因子分解算法的突破, RSA 的密鑰長度將越來越大, 其軟硬件實現(xiàn)速度將成為制約其使用的重要因素。
為了提高RSA密碼算法的軟硬件實現(xiàn)速度,人們提出了許多可行的方法,例如旨在快速產(chǎn)生大素數(shù)的Monte Carlo概率算法,加速模冪運算的M-ary法、Yacobi法、加法鏈法和向量加法鏈法,以及利用孫子定理(CRT)改進RSA的解密運算等。
近年來, 橢圓曲線密碼體制(ECC)得到廣為關(guān)注, 與同等保密強度的RSA 相比, ECC 的密鑰長度更小, 密鑰生成及加解密速度更快, 且同樣具有RSA 數(shù)字簽名的優(yōu)點。因此對RSA 構(gòu)成了極大挑戰(zhàn)。無論針對哪種體制, 尋找更為高效的大數(shù)運算算法始終是一個長久的話題。
三、本課題研究內(nèi)容和方案
本課題致力于RSA算法的理論研究、RSA算法的改進以及基于RSA算法的加密、解密軟件的實現(xiàn)。
本課題將公鑰加密算法RSA應(yīng)用于小型文件加密，將任意文件加密成文本的解決方案，使其使用更加靈活。整個工程的分層設(shè)計，給引用移植和后續(xù)開發(fā)帶來便利。
整個工程采用分層設(shè)計。核心的RSA算法由C++類庫實現(xiàn)，針對用戶所在的操作系統(tǒng)
封裝成本地化組件。其他各功能如文件操作、數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換和圖形界面等，由托管代碼借助虛擬機平臺標準庫的功能快速開發(fā)實現(xiàn)（本文針對選用.Net上的C#論述，調(diào)用本地組件，設(shè)計模式上是完全類似的）。這種開發(fā)方式，核心功能集中在最底層，在不斷的封裝中針對具體環(huán)境對組件功能不斷擴充，任意一個層面的封裝都可以被直接應(yīng)用到其它項目，比如在Web使用以前為某窗體程序?qū)懙慕M件、給嵌入式設(shè)備交叉編譯算法庫等。但是每一層都需要依賴底層的所有組件。
綜上所述，設(shè)計方案上層使用C#，底層算法使用C++，可以由一個Visual Studio解決方案管理，給調(diào)試帶來極大的方便。整個工程分四層，實現(xiàn)RSA加密算法的C++核心類庫、封裝C++核心類庫的DLL組件、引用DLL的.Net類、實現(xiàn)文件操作功能的.Net窗體應(yīng)用程序。
四、本課題的研究進度：
進度計劃表如下表2所示：
五、參考文獻
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[2] 辛運煒.密碼學(xué)算法[M] .電子工業(yè)出版社，1998
[3] Douglas R.Stinson.密碼學(xué)原理與實踐.北京：電子工業(yè)出版社，2003：131-132
[4] 趙振江.密碼編碼學(xué)[M] 加密方法的C與C++實現(xiàn)[M] .電子工業(yè)出版社，2003.6： 31~41
南昌大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告(范例) [篇4]
題 目：
學(xué) 院： 系 專 業(yè)：
班 級：
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
填表日期：
一、 選題的依據(jù)及意義：
二、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：
三、 本課題研究內(nèi)容
四、 本課題研究方案
五、 研究目標、主要特色及工作進度：
六、參考文獻：
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