[优秀毕业论文]基于DXF格式CAD文档保护系统置乱模块设计与实现.doc
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1、本科毕业设计(论文)毕业设计(论文)任务书姓 名: 院(系):软件学院专 业:软件工程 学 号:任务起止日期: 2007年08 月15 日至 2008年 06月 10日毕业设计(论文)题目:基于DXF格式CAD文档保护系统置乱模块设计与实现立题的目的和意义:随着AutoCAD软件在各领域的广泛使用,一些问题也开始逐渐出现,其中最突出的就是文档保护问题。众所周知,每一张工程图纸都是工程师们的智慧结晶,关系了公司的最直接利益。每个公司都把工程图纸当作最机密的文件,一旦泄露到竞争对手手中,将给公司带来无法估计的损失。但是一直以来都缺少一些行之有效的手段来对这些文件进行保护。因此我们的项目就是要开发一
2、个比较有效的工具,对CAD文档进行保护,以期对这种现状进行改变。我的模块则主要通过对文档实体的置乱来达到对图纸内容的一些保护。技术要求和主要内容:技术要求:熟练使用C+语言,熟悉并熟练使用VS2005。了解密码学的相关知识。熟悉AutoCAD的基本工作流程,ObjectARX开发环境的使用,了解DXF格式文件规范。主要内容:本人所负责的模块为文档置乱模块。这个模块需要实现的主要功能就是在文档保存的时候,对其内部的图形实体元素,文字标注等信息进行一种可逆的转化。用户只有在特定的环境下,才可以对文档解密成功。这样就可以使这个文档在脱离了特定环境时,不会将信息泄露。进度安排:07年8月15日 9月1
3、5日 公司实习培训07年9月16日10月15日查阅相关文献,熟悉项目框架 进行信息安全方面的学习07年10月16日12月1日 熟悉Object ARX 2007开发环境,学习DXF文件格式07年12月2日08年01月14日 完成项目的详细设计08年1月15日08年03月31日 个人模块的编写与实现08年04月1日08年06月9日 代码测试,准备论文答辩08年06月10日08年07月01日 撰写论文,参加毕业答辩同组设计者及分工:王毅 项目总负责人 ,管理权限模块设计范宇 模块测试与文档整理赵鹏 系统篡改提示模块的设计与实现夏奎龙 系统信息隐藏模块的设计与实现 系统文档置乱模块设计与实现指导教师
4、意见: 签 名: 年 月 日教研室主任意见: 签 名: 年 月 日摘 要作为一款优秀的工业制图软件,AutoCAD得到了极为广泛的应用。但是随着AutoCAD的广泛应用,许多问题也逐渐凸现出来,其中尤为突出的就是文档保护问题。众所周知,每一张工程图纸都是工程师们的智慧结晶,关系了公司的最直接利益。每个公司都把工程图纸当作最机密的文件,一旦泄露到竞争对手手中,将给公司带来无法估计的损失。AutoDesk公司提供了一个优秀的二次开发工具ObjectARX,通过这个工具我们可以极为方便地开发出AutoCAD软件的插件。这为我们开发出一个文档保护工具提供了可能性。本文所论述CAD文档保护系统置乱模块,
5、就是通过对CAD文档中各种实体进行一种可逆变换,令CAD文档脱离特定环境后可以隐藏其真实信息,从而起到保护作用。本文的重点在于如何分割实体,针对不同的实体设计出相应的加密算法。本文还涉及到对用户行为的监控,软件与AutoCAD软件的兼容性问题等问题的研究。关键词CAD;文档保护;置乱;加密算法AbstractAs a good industrial mapping software, AutoCAD has been extremely wide range of applications. However, with the extensive application of AutoCAD,
6、 many of the problems highlighted by gradually, which is particularly striking is that the document protection issues. As we all know, every one of the drawings are the wisdom of engineers, and the companys most direct interest. Engineering drawings of each company regarded as the most confidential
7、documents, once leaked to the hands of competitors, the company will not able to estimate the losses.AutoDesk has provided an excellent secondary development tools ObjectARX, through this tool we can very easily develop a plug-in AutoCAD software. We developed this as a tool for the protection of th
8、e document provided a possibility.This paper discussed by the CAD document protection system scrambling modules, the CAD is to document the various entities in a reversible transform ation, the CAD documents from the specific circumstances after the information to hide its real and thus play a prote
9、ctive effect. In this paper, the focus is how to separate entities, for different entities to design the corresponding encryption algorithm. It also involves monitoring the behavior of users, software and AutoCAD software compatibility problems and other issues of the study.Keywords CAD Document Pro
10、tection Scrambling Encryption algorithm- IV -本科毕业设计(论文)目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题来源、研究目的及意义11.2 国内外相关领域开发及应用现状分析11.2.1 主流文档编辑软件的保护措施11.2.2 AutoCAD自带安全功能分析21.2.3 开发及应用现状分析21.3 本文研究的主要内容3第2章 系统需求分析和整体框架42.1 主要开发内容42.2 需求分析52.2.1 用户监控模块功能需求52.2.2 文档转换模块功能需求52.2.3 实体置乱模块功能需求52.2.4 信息加密模块功能需求62.2.5 实
11、体恢复模块功能需求62.3 系统整体框架62.4 本章小结7第3章 用户监控模块的设计与实现83.1 Windows钩子函数83.2 ObjectARX反应器93.3 设计与实现103.4 运行结果123.5 本章小结13第4章 实体置乱和恢复模块154.1 实体置乱模块的设计154.1.1 点的处理164.1.2 线的处理164.1.3 多边形处理174.1.4 块的处理184.1.5 图纸边界处理214.1.6 其他相关属性处理214.2 实体置乱模块的实现214.2.1 实体置乱模块的程序实现214.2.2 文档置乱模块运行结果234.3 实体恢复模块的设计244.3.1 点的恢复264
12、.3.2 线的恢复264.3.3 线的恢复274.4 实体恢复模块的实现284.5 本章小结29第5章 主要技术和算法介绍305.1 AutoCAD二次开发工具305.2 分组坐标的置乱处理315.3 矩阵处理运算315.4 程序自动加载与锁定325.5 本章小结34结论35致谢36参考文献37- VI -本科毕业设计(论文)第1章 绪论1.1 课题来源、研究目的及意义本项目来源于北京航天益来电子科技有限公司的CAD文档保护系统的文档置乱模块。AutoCAD 软件是 Autodesk 在软件行业的第一场革命,AutoCAD 软件享有广泛的声誉,它将制图带入了个人计算机时代1。Autodesk
13、于1994 年开始在北京注册成立办事处。过去的10 年, 中国数百万的建筑工程设计师和产品制造工程师利用了AutoCAD 的数字化设计技术,甩掉了笨重的图板、铅笔和角尺这些束缚人类创造力奔涌的传统设计工具用数字化方式与中国无数的施工现场和车间交互各种各样的工程建筑与产品制造信息。使得中国在数字化工程设计上的设计效率普遍提高。成为中国工程师首选的工程制图软件。AutoCAD 软件也为中国的改革开放和社会主义现代化建设创造了丰功伟绩。AutoCAD 还为 Autodesk 公司的技术在建筑、基础设施、制造、媒体和娱乐以及无线数据等各个行业中的领先铺平了道路。AutoCAD 的出现确立了Autode
14、sk 公司在软件业霸主的地位,赢得了全世界人民的广泛赞誉和充分肯定。但是随着AutoCAD软件在各领域的广泛使用,一些问题也开始逐渐出现,其中最突出的就是文档保护问题。众所周知,每一张工程图纸都是工程师们的智慧结晶,关系了公司的最直接利益。每个公司都把工程图纸当作最机密的文件,一旦泄露到竞争对手手中,将给公司带来无法估计的损失。但是一直以来都缺少一些行之有效的手段来对这些文件进行保护。因此我们的项目就是要开发一个比较有效的工具,对CAD文档进行保护,以期对这种现状进行改变。1.2 国内外相关领域开发及应用现状分析1.2.1 主流文档编辑软件的保护措施文档编辑软件基本上都附加有访问控制和数据保密
15、功能,而且大多数的文档信息安全方案实施都基于此2。在我们常用的各种文档编辑软件,比如Microsoft 公司的Office 系列文档编辑工具、Adobe 公司 Acrobat PDF 文档编辑阅读器,以及zip或RAR 压缩格式文件夹等等都自带了多种数据保护功能。但是,这些文档编辑软件所提供的安全保护无论是从强度上还是功能上都不能满足用户的需求。从保护强度上来说,针对主流文档编辑软件的密码保护功能,相应的破解工具可以轻易的获得。比如Passware Password Recovery Kit 等。从安全功能上来说,现有编辑软件所提供的安全功能简单,一般都是通过对称加密实现文档的保密性,而且通过
16、用户对密钥的记忆实现所谓的访问控制。即使实现了部分权限管理功能的最新版本的MS OfficeWord,其权限管理功能也十分容易破解。但是针对WORD、PDF等格式的文档,已经存在了许多专业的文档加密工具,通过这些工具我们可以实现比较有效的文档保护。1.2.2 AutoCAD自带安全功能分析AutoCAD自带的安全功能主要包括以下几种方式:(1) 自带口令安全AutoCAD 自带的口令安全选项和Word 口令安全选项大体相同,通过市面上存在的一些针对Word的破解软件,我们不难发现想做出针对AutoCAD的破解软件并不是十分困难。(2) 电子传递电子传递功能让用户可以把当前的图形和相关的文件打包
17、到一个单独的传选集中,它可以帮助用户将图形文件打包,以加密的形式在互联网上传送。(3) Autodesk StreamlineAutodesk Streamline 为工程提供了一种易于使用的宿主环境,它可以帮助用户安全地共享设计和工程数据、更有效地进行协作并改善整个产品生命周期内的业务流程。通过以下三种方式为用户的设计数据提供安全保护:验证、访问控制和加密3。1.2.3 开发及应用现状分析通过对市面上流通的一些相关加密软件进行分析,不难发现,大多数软件所使用的保护措施主要通过以下几种形式。(1) 权限控制通过限制用户的一些操作来实现文档的保护,这样难免在使用软件的过程中带来一定的不便,而且破
18、解方法也比较多。(2) 密码控制通过设定密码来保护文档,市面上存在很多密码破解程序,通过这些软件,可以在很短的时间内破解由数字、字母构成的密码。(3) 禁止网络,部分硬件的使用同样,给用户带来很大的不便。由于CAD图是一种是矢量图,同标量图相比,要在矢量图里嵌入信息具有比较大的难度5。对于矢量图形的一些加密处理技术还不够成熟,因此直接对CAD文档进行数字加密技术应用的比较少6。1.3 本文研究的主要内容本文主要研究如何通过使用一些比较行之有效的方法,对CAD文档进行一系列的保护工作,包括权限管理,文档置乱,篡改提醒,信息隐藏等我的工作的重点在于如何对文档中的图形,文字等实体要素进行处理,通过一
19、些加密手段,使图纸信息可以得到保密。同时还不应该破坏文档本身的内容,通过解密操作,可以使文档得以还原。本文主要针对以下内容进行了研究:(1) 用户监控模块的设计与实现;(2) 文档置乱以及还原模块的设计与实现;(3) 置乱算法的研究分析;(4) 程序与AutoCAD软件的兼容。第2章 系统需求分析和整体框架2.1 主要开发内容由于CAD文档的重要性,针对CAD文档的一些泄密事件也层出不穷。虽然已经有了一些加密软件,但是总体效果并不是十分理想,破解方法比比皆是。我们系统的整体开发内容就是开发出一个全面,有效的针对CAD文档的保护系统,通过这个系统,用户可以比较方便地对CAD文档进行保护工作,同时
20、也不会影响到平时的工作。针对CAD文档的保护方法,我们的系统主要可以分为下面几个主要模块,见图2-1。图2-1 系统整体模块其中权限控制模块就是通过控制用户的权限来保护文档。信息隐藏是在对一些重要信息进行加密隐藏。篡改提醒通过对文档内部实体元素进行一种不可逆的映射,通过比较映射关系,可以很有效的文档是否被他人恶意修改。本人所负责的模块为文档置乱模块。这个模块需要实现的主要功能就是在文档保存的时候,对其内部的图形实体元素,文字标注等信息进行一种可逆的转化。用户只有在特定的环境下,才可以对文档解密成功。这样就可以使这个文档在脱离了特定环境时,不会将信息泄露。2.2 需求分析由于项目的分工,我对其他
21、模块的了解并不是十分深入。接下来,我就仅对我所负责的模块进行分析。文档置乱模块根据自身的功能还可以分为几个小模块,主要包括:用户监视模块,文档转换模块,实体置乱模块(根据各种实体的不同,还可以进一步细化),信息加密模块,文档恢复模块。我们力求令整个系统的工作对用户都是透明的,用户在使用软件的过程中,甚至感受不到文件正在被加密解密。本模块主要在用户关闭,打开文件的时候进行工作。2.2.1 用户监控模块功能需求本系统需要作为一个插件嵌入到AutoCAD软件中,在用户进行关闭,另存为,打开等操作的时候,调用整个文档置乱模块。通过本模块,系统可以捕捉到用户的操作,在进行相应操作的时候系统进行相应的处理
22、。2.2.2 文档转换模块功能需求我们的系统是建立在DXF格式文件的基础上的。AutoCAD文件是以DWG格式进行储存,通过对DWG文件的研究,我们发现Autodesk公司对DWG文件进行了很好的保护。我们从DWG文件中得到的仅仅是很紧凑的二进制代码,如果直接对这些二进制代码进行加密的话,需要非常大工作量的计算,这是用户所无法忍受的。这个模块提供了一个将DWG格式文件与DXF格式文件之间的相互转换。AutoCAD软件产生的图纸文件是DWG格式,DXF是一种开放标准的矢量图形文件,我们的系统通过对DXF文档进行相应操作,然后转换成DWG格式文件。2.2.3 实体置乱模块功能需求CAD图纸是由各种
23、实体元素构成的,例如点、线段、各种图形、文字标注等。这个模块的功能就是针对各种不同的元素,进行不同的可逆的置乱操作。并将置乱过程中所用到的辅助信息存储起来。具体功能主要包括:(1) 点坐标的处理(例如直线的起点,终点)(2) 长度的处理(例如圆的半径长度)(3) 复杂图形的处理(例如正多边形的处理)(4) 标注的处理(包括静态标注、动态标注等)(5) 文字信息的处理2.2.4 信息加密模块功能需求在实体置乱的过程中,将产生许多信息,例如运算用的矩阵。通过这些信息,可以对文档进行恢复。因此需要在对文档进行处理后对这些信息进行储存。这些信息如果以明码的方式进行储存,这样就非常容易被破解,因此我们需
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