基础知识
基础知识主要包括
公钥密码算法、数字签名、PKI技术、认证协议，可以自行查找观看。
系统方案
系统主要包括系统密钥的生成、证书签发系统以及节点通信系统三个部分的设计。首先，我们将介绍系统方案的设计思想；接着详细介绍系统的组成以及主要功能模块的设计流程，同时对功能模块的使用流程也进行了描述。
系统设计思想
这是本文的认证系统的基本框架。在网络初始化的时候，我们将建立CA，为后面的密钥管理以及节点通信做准备。首先，每个节点将生成自己的公私钥对，上传中心管理系统，进行密钥的管理（包括存储、更新以及撤销）。随后，节点上传请求文件（包括申请人的公钥、必要身份信息），向CA请求证书，并且这个身份信息将存储在管理模块中。
这个方法将完成对普通节点的证书签发，认证其身份。最后，我们实现节点之间的安全通信系统，实现加密通信。
功能模块介绍
中心管理系统
中心管理系统可以对密钥以及节点信息进行管理（包括存储、更新、撤销），除此之外，还可以建立CA，为节点签发证书，进行双向认证等。具体在后续章节中介绍。
节点间安全通信系统
节点间的通信双方，为了保证安全性，首先要进行身份认证。随后，两者进行加密算法的协商、交换签名信息验证节点双方是否有与其公钥相对应的私钥信息，内容是否被篡改。最后，根据解密得出的密钥信息获取报文信息。
系统功能模块设计与实现
中心管理系统
如上图所示，相应的我们需要两个模块：密钥以及信息管理模块、CA认证模块
密钥以及信息管理模块：主要是负责CA文件下，节点密钥的存储、更新、销毁和撤销工作
CA认证模块：证书的签发、身份认证工作
CA的建立以及证书的签发
我们根据节点向CA申请证书并且进行双向认证的过程，来分析中心管理系统需要实现的模块：
- 建立CA，生成CA的所需的目录和文件；
- 生成CA的私钥和自签名证书；
- 节点请求证书：生成公私钥对、生成请求文件
- CA签发证书；
- 节点接收证书。
设计思路：
CA认证：在建立CA前，系统输入版本号、CA身份、证书有效期等参数。系统根据这些参数，进行密钥和证书构造，其中密钥信息主要基于RSA算法。
假设有客户端需要请求证书，则发送自己的公钥以及请求文件，获取证书。此时，CA收到之后返回证书，并对证书和密钥信息进行管理。
服务端界面
客户端界面
操作流程：
- 客户端填写CA标识，或者填写CA服务器的IP地址以及对应的服务端口号，选择自己的公钥请求证书文件，点击证书申请，向CA发送证书申请；
- 接收到客户端申请请求的CA根据其证书申请信息，调用证书签发函数，用CA的私钥进行签名，并将其公钥、证书信息保存在目录文件中，将证书返回；
- 客户端接收到完整的证书后，结合自己的私钥、CA的公钥、返回的证书，获取最终完整的证书
功能测试
该模块的主要功能是构建服务端CA，并为节点签发证书，可以通过系统的公钥来验证签名的合法性。如果达到项目要求，在客户端生成了以节点表示为名称的证书，并且通过系统公钥验证签名合法。
节点间的安全通信系统
在通过中心管理系统中的CA认证系统为申请节点签发证书之后，网络内的节点可以通过证书来认证身份并进行密钥协商。
假设A和B是网络中的两个节点，则A发送信息给B，B接收A的信息的具体方案如下：
客户端A描述：
在客户端，A生成随机密钥K，利用选择的加密模式，对消息M加密，其中，消息M代表了A的身份信息；然后，A向CA获取B节点的公钥证书，读取公钥；随后，用公钥加密密钥K，用自己的私钥对B的证书、信息和密钥进行签名，将签名消息和签名内容发送个B。
客户端B描述：
B对签名S进行解密，然后和签名信息进行比较，判断签名的正确性，验证消息是否来自A；之后，B用私钥解密加密密钥K之后，解密加密消息，得到原始信息M。
参考文献：
AD-HOC端到端认证系统设计