文件透明加密系统的设计与实现

基于透明加密的云存储文件系统(KEFS)技术文档目录1.系统概述 (2)2.技术实现 (2)2.1系统结构 (2)2.2系统文件构架 (3)2.3工作原理 (3)2.4加密原理 (4)2.5文件过滤驱动实现 (5)2.5.1需要截获的IRP (5)2.5.2获取文件全路径 (6)2.5.3加/解密的判断 (6)2.5.4驱动和用户层程序的通信 (6)3.支持的操作系统 (7)nxxjmpf@1.系统概述KEFS系统是基于IFS文件过滤驱动开发的透明加密文件系统。

基于此系统，进一步应用到本地存储和云存储，实现了本地存储和云存储的透明加密解密，保证数据安全性。

KEFS系统是基于目录的加密系统。

任何在工作目录内的读写操作，都将自动进行解密和加密。

Windows 2003以后，自带了EFS文件加密系统，但是该系统仅支持NTFS文件系统，并且对于本地加密文件的共享很困难，此外，EFS 只是对本地文件的加密，不支持云存储。

而KEFS解决了以上问题。

2.技术实现2.1系统结构2.2系统文件构架KEFS系统由三部分组成：sfilter.sys , KESF.exe , KEFS_Server.exe Sfilter.sys 文件过滤驱动：负责截获系统IO操作，并做加密或解密等操作。

KEFS.exe 系统通信程序：用户身份验证；给sfilter发密钥；和sfilter交换文件数据。

KEFS_Server.exe 服务器程序：和客户端KEFS通信。

服务器上保存的是用户加密过的文件。

2.3工作原理在Windows操作系统中，系统是以层次结构设计的。

一般的文件操作（打开、读、写、关闭等）都是通过调用系统API来完成。

对于某一个文件操作API，会将请求下发给文件驱动，再由文件驱动下发请求，当文件操作完成后，返回数据将先上传给文件驱动，然后文件驱动进一步上传给用户层，由此一个API操作完成。

由此，我们开发一个文件过滤驱动sfilter，这个驱动套在系统文件驱动层之上。

文件加密系统设计与实现摘要：该文论述了数据加密的原理与方法，介绍了几种常见的加密算法并在此基础之上比较了常用的加密算法的优缺点，在掌握了这几种算法的基础之上，对比对称密钥加密体制和公共密钥密码体制的优缺点以及前面的两个需求，最终利用DES算法和RSA算法来设计和实现自己的加密系统。

该文详细的介绍了理论原理并详细记录了系统设计与实现过程。

关键词：密码学；DES算法；RSA算法；加密系统设计中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)14-3299-03Design and Implementation of a Encrypting File SystemLIN Pei-tong(Guangdong Food and Drug Vocational Technical School, Guangzhou 510663, China)Abstract: After mastery these types of algorithms, compared the advantages and disadvantages between the Symmetrical cryptograph and nonsymmetrical cryptograph, as well as consider the two demands in front, at last decide use DES algorithm and the RSA algorithm to design and realize myencryption system. In this article, Detail the theoretical principles of Cryptographic and note the detailed of design and realize process..Key words: cryptography; DES; RSA; design1 绪言随着Internet的发展人类已经步入信息时代，在信息时代，信息安全问题越来越重要。

亿赛通文档透明加密系统SmartSec3.0Copyright © 2009 ESAFENET Corporation BeiJing P. R. ChinaESAFENET CONFIDENTIAL: This document contains proprietary information ofESAFENET Corporation and is not to be disclosed orused except in accordance with applicableagreements.Due to update and improvement of ESAFENETproducts and technologies，information of thedocument is subjected to change without notice.目录1.研发背景 (3)2.设计理念 (4)3.核心优势 (6)4.产品概述 (6)5.产品靓点 (13)6.运行环境 (15)1.研发背景随着计算机和网络技术的飞速发展，越来越多的信息以电子形式存储在个人和商用电脑中，并且通过网络进行广泛地传递，在大量的信息存储和交换中，信息的安全问题越来越引起人们的重视。

企业一般有着完善的书面文档涉密管理制度，并且由单独的文控中心负责制订、监督、审计企业内部重要情报信息使用状况，亦达到了很好的效果。

而电子文档却都以明文方式存储在计算机硬盘中，电子格式存储的重要情报信息却由于传播的便利性和快捷性，对分发出去的文档无法控制，极大的增加了管理的复杂程度，这部分的资产极易于受到损害，那就是明文泄密！按照对电子信息的使用密级程度和传播方式的不同，我们将信息泄密的途径简单归纳为如下几方面：➢由电磁波辐射泄漏泄密(传导辐射、设备辐射等)这类泄密风险主要是针对国家机要机构、重要科研机构或其他保密级别非常高的企、事业单位或政府、军工、科研场所等，由于这类机构具备有非常严密的硬保密措施，只需要通过健全的管理制度和物理屏蔽手段就可以实现有效的信息保护。

eCryptfs（Enterprise Cryptographic Filesystem）是一个加密文件系统，它在Linux内核中实现了透明的加密和解密文件的功能。

它的实现原理如下：
1. 加密密钥生成：eCryptfs使用用户的登录密码作为主密钥，通过密码学算法生成一个加密密钥。

这个加密密钥用于加密和解密用户的文件。

2. 加密文件系统：eCryptfs在文件系统层面上创建了一个加密的虚拟文件系统。

当用户将文件写入eCryptfs文件系统时，文件会被自动加密并存储在磁盘上。

当用户读取文件时，文件会被自动解密并返回给用户。

3. 加密文件名和目录：除了文件内容的加密，eCryptfs还会对文件名和目录名进行加密。

这样可以保护用户的文件和目录结构不被泄露。

4. 透明加密：eCryptfs的加密和解密过程对用户是透明的，用户可以像使用普通文件系统一样使用eCryptfs文件系统，不需要额外的操作。

5. 加密密钥的保护：eCryptfs会将加密密钥存储在用户的
内存中，并使用Linux内核的安全机制来保护密钥不被恶意程序获取。

当用户注销或系统关闭时，加密密钥会被清除，确保密钥不会被泄露。

总的来说，eCryptfs通过在文件系统层面上实现加密和解密的功能，保护用户的文件和目录不被未经授权的访问。

它提供了一种简单而有效的方式来保护用户的数据安全。

基于Windows系统透明加密解技术的设计与实现作者：宋雪莲来源：《信息安全与技术》2013年第07期【摘要】随着信息时代的到来，信息安全问题越来越引起人们的重视。

除了要抵御来自外界的攻击和破坏，还要防止来自内部的有意或无意的信息泄漏。

为解决日益突出的信息安全问题。

本文在分析Windows平台下几种文件透明加密技术的基础上，设计并实现了一种基于文件过滤驱动技术文件透明加密系统。

【关键词】信息安全；透明加解密；过滤驱动1 引言随着计算机的普及和企事业单位信息化应用的深入，电子文档成为企业信息交换的重要载体。

但是由于其容易被复制、修改和传播等特点，可能会面临着巨大的安全风险。

因此很多公司在办公室电脑上封闭USB口来防止员工将重要文件拷贝出去，还有的禁止办公电脑接入互联网。

这些做法在一定程度上降低了内部泄密风险，但也给日常化办公带来了很大的不便。

如何在网络办公带来高效便捷的同时，又保护了数据信息的安全，在此种情况下一种全新的电子文档安全技术应运而生，即透明加解密技术。

2 透明加密相关技术透明加密技术是与操作系统紧密结合的一种技术，工作于操作系统底层。

通过监控应用程序对文件的操作，在读写文件时进行相应的加解密操作，从而达到有效保护文件的目的。

透明加密技术分为用户级的HOOK技术与内核级的WDM（Windows Driver Model）内核设备驱动两种方式。

HOOK透明加密技术，即俗称的“钩子”，主要通过HOOK API的方式来实现。

HOOK API 的基本原理就是修改一些API的入口地址，使所有对这些API的调用都先跳转到事先定义的函数中去，因此，通过HOOK一些常用的文件访问函数就可以事先捕获文件的读写操作从而完成加解密操作。

驱动加密技术是基于Windows文件系统（过滤）驱动（IFS）技术，工作在操作系统的内核层。

其实现方式主要是当应用程序对目标文件进行操作时，文件系统驱动会监控到应用程序的操作请求，并改变其操作方式，从而达到透明加密的效果。

透明计算机网络系统的设计与实现近年来，随着互联网的快速发展和普及，人们对于信息的安全性、隐私性和可信度越来越高。

在这样的背景下，一个更加透明和安全的计算机网络系统成为了许多人的追求。

本文将介绍一种透明计算机网络系统的设计与实现。

一、需求分析在设计透明计算机网络系统之前，我们需要先进行需求分析。

一个透明的网络系统应该具备什么样的特点？主要需求如下：1. 安全保证：透明网络系统应该能够对网络传输的数据进行加密和解密，确保数据传输的安全性和可靠性。

2. 数据隐私保护：数据隐私是现代网络系统中最为重要的问题之一。

透明网络系统应该能够保护用户的数据隐私，防止数据被窃取或篡改。

3. 可信度：透明网络系统应该具有高度的可信性，用户可以在网络中进行安全地交流、传输文件等操作。

4. 速度和响应能力：透明网络系统应该拥有较快的速度和响应能力，用户可以在网络中快速地进行操作，并且不会出现网络延迟或卡顿等问题。

二、透明网络系统的设计在进行透明网络系统的设计时，需要参照前面提到的需求分析，以此作为设计的基础。

在设计透明网络系统时，需要考虑以下几个方面：1. 架构设计透明网络系统的设计可以采用分层架构，分为应用层、传输层、网络层和物理层。

应用层处理与用户交互的数据，传输层主要负责数据包的传输、网络层负责路由和地址管理，物理层负责处理物理信号传输等。

2. 加密算法透明网络系统应该采用高强度的加密算法，例如AES加密算法、RSA加密算法等，以此来保证数据的安全传输和隐私保护。

3. 认证机制透明网络系统应该建立用户身份认证机制，用户在使用网络服务时需要进行身份认证，只有认证通过才能够进行数据传输、文件共享等操作，这可以保证系统的安全性和可靠性。

4. 分布式架构透明网络系统应该采用分布式架构，将系统的服务进行分散部署，从而增加系统的健壮性和扩展性，降低单点故障带来的影响。

三、透明网络系统的实现在进行透明网络系统的实现时，需要采用最新的技术和工具，以此来保证系统的稳定性和可靠性。

android移动终端文件透明加密技术设计与实现Android文件透明加密技术设计与实现为了保护Android 移动终端上的重要数据免遭窃取和泄露，提出了一种文件级的透明加密技术方案。

该方案采用文件系统的修改机制，使用户在写入新文件时自动调用文件系统提供的加密/解密函数对新文件的内容进行加解密操作，而不需要用户手动处理文件的加密解密操作。

为了实现Android移动终端上的文件透明加密，首先需要修改Android文件系统，增加相应的加密/解密函数，并以此为基础实现文件存储后的自动加解密操作。

当用户在Android移动终端上写入新文件时，应先调用文件系统提供的加密函数对新文件的内容进行加密，而不是直接将新文件存储到硬盘。

在加密后，文件的内容将由原来的明文变为加密之后的密文，然后将加密的文件存储到硬盘上。

此外，当用户打开文件时，文件系统也应自动调用解密函数对文件的内容进行解密，才能使文件文件恢复到原来的明文格式。

另外，文件加密技术还必须考虑文件访问权限、密钥管理等方面的问题。

当用户发起一次文件访问请求时，Android文件系统应先检查用户的访问权限，如果用户拥有足够的访问权限，Android文件系统才会调用解密函数对文件内容进行解密，然后才会返回文件的内容给用户。

此外，为了保护文件的安全，Android系统还需要考虑密钥管理的问题，即在加密/解密操作时，必须保证只有拥有足够权限的用户才能获得正确的密钥信息，并用该密钥信息完成加解密操作。

总之，实现Android移动终端上的文件透明加密技术应把文件系统的修改视为最基础的技术，并在此基础上加入文件访问的权限管理和密钥管理等功能，最终达到真正实现文件透明加密的目的。

实现Android移动终端上文件透明加密技术，可以有效确保文件安全，防止文件被窃取或泄露，满足用户对文件安全的要求。

但是，由于文件数量可能会大量增加，密钥管理会变得更加复杂，而且其实现技术也是一个比较复杂的系统，也许将会遇到新的挑战。

文件加密系统毕业设计文件加密系统毕业设计随着信息技术的快速发展，我们生活中的大部分数据都以电子文件的形式存在。

然而，随之而来的是数据泄露和信息安全的威胁。

为了保护个人和机构的隐私，文件加密系统变得越来越重要。

本文将探讨一个关于文件加密系统的毕业设计方案。

1. 引言文件加密系统是一种将文件转化为密文的技术，以保护文件内容不被未授权的人访问。

它利用密码学中的算法和密钥来加密和解密文件。

一个好的文件加密系统应该具备高安全性、高效性和易用性。

2. 设计目标在设计文件加密系统的过程中，我们需要明确设计目标。

首先，系统应该能够保护文件的机密性，确保只有授权的用户才能访问文件内容。

其次，系统应该具备高效性，即在加密和解密过程中不会对文件的处理速度造成过大的影响。

最后，系统应该易于使用，用户不需要过多的专业知识就可以使用系统进行文件加密和解密操作。

3. 系统架构文件加密系统的架构应该包括加密算法、密钥管理和用户界面。

加密算法是文件加密系统的核心部分，它决定了文件加密和解密的过程。

常用的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。

密钥管理是指对密钥的生成、存储和分发进行管理。

用户界面应该提供友好的操作界面，使用户能够方便地使用系统进行加密和解密操作。

4. 加密算法选择在选择加密算法时，我们需要考虑安全性和效率。

对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，它具有高效性但密钥管理较为复杂。

非对称加密算法使用公钥和私钥进行加密和解密，它具有较高的安全性但效率较低。

根据实际需求，我们可以选择适合的加密算法。

5. 密钥管理密钥管理是文件加密系统中的重要环节。

密钥的生成应该是随机的，并且需要定期更换。

密钥的存储应该采取安全的方式，例如使用密码保险箱或硬件安全模块。

密钥的分发应该确保只有授权的用户才能获取到密钥。

6. 用户界面设计用户界面应该简洁明了，方便用户进行操作。

用户应该能够轻松地选择要加密或解密的文件，并设置相应的加密算法和密钥。

文件加密操作实验报告概述文件加密是一种保护数据安全的重要手段，能够将敏感信息转化为无意义的字符序列，防止信息被非法获取和篡改。

本实验旨在探索文件加密的原理、方法和应用，并通过具体实例演示文件加密操作的实施过程。

原理介绍文件加密的基本原理是通过一定的算法将原始数据转化成难以理解的密文，只有经过相应的解密算法才能将密文恢复成可读的明文。

常见的加密算法如对称加密算法、非对称加密算法和哈希算法等。

1. 对称加密算法对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密操作。

常用的对称加密算法有DES、AES等。

其流程如下： 1. 选择一个密钥。

2. 将明文划分为固定长度的数据块。

3. 对每个数据块进行加密，生成对应的密文。

4. 将密文传输或保存。

5. 接收方使用相同的密钥对密文进行解密，恢复成明文。

2. 非对称加密算法非对称加密算法使用一对密钥，分别为公钥和私钥。

公钥负责加密，私钥负责解密。

常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。

其流程如下： 1. 生成一对密钥，包括公钥和私钥。

2. 将公钥传输给加密方，私钥保密不公开。

3. 加密方使用公钥对明文进行加密，生成密文。

4. 密文传输给解密方。

5. 解密方使用私钥对密文进行解密，得到明文。

3. 哈希算法哈希算法将任意长度的数据转化为固定长度的哈希值，具有不可逆、唯一性和固定性的特点。

常用的哈希算法有MD5、SHA-1等。

其流程如下： 1. 将原始数据作为输入。

2. 哈希算法对输入数据进行计算，生成哈希值。

3. 可以通过哈希值验证数据的完整性，但无法从哈希值反推原始数据。

4. 哈希算法具有唯一性，不同的数据生成的哈希值一定是不同的。

方法与实验为了深入了解文件加密操作，我们进行了以下实验。

1. 对称加密实验1.选择一个对称加密算法，如AES。

2.准备一份明文文件，如.txt文件。

3.选择一个密钥，进行加密操作。

4.生成密文文件，并将其保存。

5.使用相同的密钥进行解密操作，将密文恢复成明文。

android encryptedfile原理Android EncryptedFile是Android Jetpack库中的一个组件，旨在提供对文件进行透明加密和解密的功能。

本文将详细介绍Android EncryptedFile的工作原理，包括使用示例和内部实现机制。

一、加密文件的需求随着移动设备和网络的普及，越来越多的用户在移动设备上创建和存储敏感信息和文件。

这些敏感信息需要保护，以防被未经授权的访问者获取。

因此，加密文件的需求变得越来越重要。

二、EncryptedFile的基本概念EncryptedFile是Android Jetpack库中Encrypted系列组件的一部分，它提供了一种方便的方式来对文件进行透明加密和解密操作。

对于开发者来说，使用EncryptedFile可以将加密和解密的逻辑抽象化，并且不需要直接处理底层的加密和解密算法。

三、使用EncryptedFile加密和解密文件1. 添加依赖要使用EncryptedFile，首先需要在项目的build.gradle文件中添加以下依赖：implementation "androidx.security:security-crypto:1.0.0-rc03"2. 创建EncryptedFile创建一个EncryptedFile对象需要传入一个File对象和EncryptedFileOptions对象。

EncryptedFileOptions对象允许你指定加密算法和加密密钥。

kotlinval file = File("path_to_file")val encryptedFile = EncryptedFile.Builder(file,context,masterKeyAlias,EncryptedFile.FileEncryptionScheme.AES256_GCM_HKDF_4KB ).build()其中，masterKeyAlias是一个字符串，用于标识加密密钥。

关于⽂件透明加密解密1.windows⽂件系统概述　硬盘⽂档加密系统驱动原理⼀般有两种：通过HOOK⼀些底层的系统内核调⽤对⽂件⽬录的访问权限进⾏控制，在⽂件系统输⼊输出驱动上层直接建⽴⼀个驱动对⽂件⽬录的数据进⾏加密。

由于windows⽂件系统不是物理设备，其堆栈结构⽐较特殊，因此⽂件系统过滤驱动也与⼀般过滤驱动有⼀些不同（这⼀点背景可以参考下楚狂⼈[1]的⽂档和IFS的提供的若⼲⽂档,除了正常的⽂件接⼝，还有⼀种称为FASTIO），⽂件系统是针对每⼀个磁盘卷⽽不是针对整个磁盘来构造设备堆栈。

由于windows⽂件系统驱动会⽣成控制设备对象CDO和卷设备对象VDO两种设备对象，所以⽂件系统过滤驱动就有两种对应的过滤设备对象（FiDO）。

另外，⽂件系统过滤驱动也有它⾃⼰的控制设备对象CDO，并不附着到任何设备对象上，只是起到⼀些控制功能，需要处理的IRP(I/O请求包)也会有所不同。

因此，⼀个⽂件系统过滤驱动相应地包括了三种设备对象。

不同版本的windows操作系统，同⼀设备的设备堆栈对同⼀IRP的处理在细节上有很多不同，这点我们需要根据不同的系统进⾏处理。

下⾯以windows　XP为例对硬盘⽂档加密系统进⾏⼀些探讨。

2.如何实现数据加解密数据加解密的实现在针对卷设备对象的过滤设备对象中来处理。

有⼀些实际的问题需要考虑，列举如下：(1)到底对什么⽂件进⾏加密?并不是对所有读写请求中的数据进⾏加密，例如不应该对系统⽂件加密，也不能对根⽬录区进⾏加密，否则会出现⼀系列问题。

因此需要在加密之前对操作的⽂件对象进⾏判断，选择性的进⾏加密。

这可以通过⽂件全路径来进⾏区分。

⽽需要加解密的⽂件全路径存放在⼀个特殊的⽂件⾥，通过后⾯在⽂件系统过滤驱动⾥实现的⽂件访问控制来使该⽂件不能被除了该⽂件系统过滤驱动以外的任何程序访问到。

这个特殊⽂件的内容在过滤驱动加载时即会加载⼀份到权限表缓冲⾥。

(2)如何获取数据内容？要对数据进⾏加密，就需要先获得数据的位置和内容，我们不可能直接对磁盘扇区直接操作，因此需要通过window底下的⾃定义⽂件系统驱动获得。

Linux系统下双缓冲透明加密文件系统的应用研究双缓冲透明加密文件系统（Double-buffered Transparent Encrypted File System，DTEFS）是一种在Linux系统下应用的加密文件系统。

该文件系统使用双缓冲技术，在文件传输过程中进行数据加密和解密，从而保护文件的机密性。

DTEFS的实现主要包括以下几个方面：1. 数据加密和解密：DTEFS使用对称加密算法对数据进行加密和解密。

在写入文件时，数据会先被加密，然后写入缓冲区。

在读取文件时，数据会从缓冲区读取并解密。

这样一来，即使文件被非法访问，也无法获取到原始的明文数据。

2. 双缓冲技术：DTEFS采用了双缓冲技术，即同时使用两个缓冲区进行数据传输。

一个缓冲区用于读取明文数据，另一个缓冲区用于写入加密后的数据。

这样做的好处是可以减少加密和解密的时间开销，提高文件传输的效率。

3. 透明性：DTEFS具有透明的特性，用户无需对文件进行专门的操作，就可以实现文件的加密和解密。

用户可以像使用普通文件系统一样对文件进行操作，而无需关心文件的加密过程。

这种透明性使得DTEFS非常方便和易用。

1. 保护隐私：随着互联网的快速发展，个人隐私越来越容易被窃取。

DTEFS可以用于对存储在计算机上的个人文件进行加密，保护个人隐私。

无论是电子邮件、图片、视频还是文档，都可以使用DTEFS进行加密，确保只有授权人员才能访问到这些文件。

2. 保护商业机密：在商业领域中，很多公司都有重要的商业机密需要保护，如技术文档、客户数据等。

DTEFS可以用于对这些商业机密进行加密，防止机密信息泄露，从而保护公司的核心竞争力。

3. 数据传输安全：在数据传输过程中，很容易受到黑客攻击，导致数据被窃取或篡改。

DTEFS可以用于对传输的文件进行加密，保证数据在传输过程中的安全性，防止数据被非法获取或篡改。

通过对DTEFS的研究和应用，可以有效提高系统的安全性和可靠性。