安全电子邮件的研究

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摘  要：随着Internet的迅速发展，电子邮件以其方便、快捷的特性而深受广大网络用户的欢迎。但是，由于网络的安全性问题的存在，使得用户电子邮件的信息安全无法保证，因此，电子邮件的信息安全问题越来越突出。本文主要研究和分析了电子邮件的基本原理和几种有代表性的安全电子邮件协议，分析它们各自的安全性，并从PGP原理入手，对PGP邮件系统的核心算法MD5信息-摘要算法、RSA数字签名算法、IDEA加密算法进行了详细的研究，提出了用RIPEMD-160摘要算法代替MD5摘要算法、用基于椭圆曲线的签名算法代替RSA签名算法的技术改进，这样使基于PGP技术的电子邮件系统更具安全性。
关键词：安全电子邮件；PGP；加密；数字签名；信息摘要

Abstract: With the rapid development of Internet, email is popular by network users for its convenient and quickness. But on the occurrence of network secure, the information security of email can not be guaranteed. Therefore, the problem about information security of email is more and more prominent. This thesis mainly studies and analyzes the basic principle of email. Several kinds of typical applications of secure email are also analyzed in the term of their respective security. We do some research on the key algorithms, such as MD5, digital signature with RSA, IDEA, based on the principle of PGP. At last, we make the improvement such as PIPEMD-160 is adopted instead of MD5, and digital signature utilizes elliptic curve algorithm instead of RSA. As a result, the security of email system based on PGP is more assured.
Key words: Pretty Good Privacy; Secure E-mail; Encryption; Digital signature; Message digest

1  前言
1.1  研究意义
现代信息社会里，电子邮件已经成为网络中最为广泛、最受欢迎的应用之一，它以其方便、快捷的优势而成为人们进行信息交流的重要工具，并被越来越多地应用于日常生活和工作，特别是有关日常信息交流、企业商务信息交流和政府网上公文流传等商务活动和管理决策的信息沟通，为提高社会经济运行效率起到了巨大的带动作用，它已经成为企业信息化和电子政务的基础。据统计，中国平均每个用户每周收到4.4封邮件，发送3.6封邮件。
当电子邮件广受欢迎的同时，其安全性问题也很突出，主要包括两个方面：反病毒和内容保密。由于电子邮件的传送过程是邮件在网络上反复复制的过程，其网络传输路径不确定，很容易遭到不明身份者的窃取、篡改、冒用甚至恶意破坏，给收发双方带来麻烦。所以，保障电子邮件的传输安全已经成为广大E-mail用户的迫切要求。
1.2  研究背景
1.2.1  电子邮件安全的基本定义
与电子邮件相关主要安全问题，可以看出作为一个安全的电子邮件服务系统，必须具备以下特征：
（1）邮件信息的保密性：只有电子邮件的发送方和接收方可以知道邮件原始信息的含义，其他人即使能够窃听到电子邮件的内容，也不能知道其内容的确切含义。