2.1.1 对称加密技术
　　对称密码体制又称单钥或私钥（Privare-key），是从传统密码学中的简单移位、代替发展而来的。对称密码体制的特点是加密和解密采用相同的密钥，即加密方利用一个秘钥对数据进行加密，解密方接收到数据后需要使用同一秘钥进行解密。因此在通信过程中，通信双方需要使用安全信道来传输并保存他们的公共密钥。对称秘钥体制的安全性严重依赖于公共秘钥的安全性。这种加密技术的优点是算术运算量小，对机器要求较低，加解密速度快。然而其公共秘钥的安全交换却成了个严重问题，一但通信过程中公共秘钥泄露，那么通信的安全性便无法保证。
　　目前，广泛使用的对称加密算法主要有：DES、3DES、高级加密标准AES等，其中AES算法是用来替代经典算法DES的。AES算法基于排列和置换运算，排列是对数据重新进行安排，置换是将一个数据单元替换为另一个。AES是一个迭代的、对称密钥分组的密码，它可以使用128、192和256位密钥，并且用128位（16字节）分组加密和解密数据。
　　2.1.2 非对称加密技术
　　非对称加密算法又叫公开秘钥加密算法或双秘钥加密算法。它需要两个密钥：公开密钥和私有密钥。公开密钥和私有密钥组成一个密钥对，如果用公开密钥进行加密，那么只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。公开密钥体制最大的优点就是不需要对通信中密钥进行加密传输，公开密钥可以明文传输，这样就省去了一条开销很大的密钥传递信道。但是，公开秘钥体制有一个很大的缺陷，那就是其加密和解密的运算时间比较长，时间一般是对称加密体制的100倍以上。因此，这在一定程度上限制了它的应用领域。
　　目前使用比较多的公认安全的算法就是RSA算法了，RSA算法是基于大数分解难题的一种算法，目前没有好的方法去攻破RSA算法，暴力破解需要花费太长的时间，基本不可能破解。
　　2.2 PKI体系
　　为解决Intemet的安全问题，世界各国对其进行了多年的研究，初步形成了一套完整的Internet安全解决方案，即目前被广泛采用的PKI技术（Public KeyInfrastructure-公钥基础设施），PKI（公钥基础设施）技术采用证书管理公钥，通过第三方的可信任机构一认证中心CA （Certificate Authority），把用户的公钥和用户的其它标识信息（如名称、e-mail、身份证号等）捆绑在一起，在Internet上验证用户的身份。目前，通用的办法是采用建立在PKI基础之上的数字证书，通过把要传输的数字信息进行加密和签名，保证信息传输的机密性、真实性、完整性和不可否认性从而保证信息的安全传输。
　　PKI系统主要由认证机构（CA）、注册机构（RA）、证书管理机构、实体等部分组成。CA是PKI体系的核心，负责证书的颁发和合法性管理；RA是CA与用户的良好隔离机构，使得用户不直接与CA接触，向RA申请注册证书，RA验证用户申请后，生成标示符转达给CA生成证书；证书管理系统负责证书的发布和撤销；实体是PKI证书的使用者
　　3 考试系统安全设计
　　为解决在线考试系统的安全问题，引人PKI安全体系，在PKI基础之上以数字证书的形式解决了公钥信息的存储表示问题，通过把要传输的数字信息进行加密和签名，保证信息传输的机密性、真实性、完整性和不可否认性。同时使用硬件USBKey，通过该USBKey中的存储空间存储用户的私钥、会话秘钥以及数字证书等机密数据，并通过该硬件保证用户的私钥不可导出，这样以来就又充分保证了私钥等机密信息的安全性。用户只能通过USBKey内部的CSP模块访问私密数据，提供了银行级别的安全性。
　　由于USBkey具有极高的安全性，能够很好的满足考试系统对安全性的要求。因此，考试系统的数据安全通信流程架构设计如图1所示。服务器端设有服务模块和加解密模块，考生机客户端由浏览器和USBKey组成，而浏览器通过插件Plugin访问USBKey。
　　上图结构中分为考生机客户端和服务器两个部分。在客户端部分，浏览器通过plugin调用插件，plugin采用C/C++语言开发，封装了USBkey提供的加解密算法C语言接口，并向浏览器提供用于RSA加解密的JavaScript接口；在java服务器端部分，采用软加解密方式，调用编写的CSP加解密算法模块完成所需功能。

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