基于安全網(wǎng)絡的閱卷系統(tǒng)實現(xiàn)

1、基于安全網(wǎng)絡的閱卷系統(tǒng)實現(xiàn)    摘要    考試是現(xiàn)代社會選拔人才的重要方式，閱卷工作是其中的一個重要環(huán)節(jié)。在保證信息安全的前提下，該文探討了一種基于網(wǎng)絡的閱卷方式。利用OCR系統(tǒng)，將考生試卷以圖像的方式錄入到計算機，通過網(wǎng)絡傳至考試中心。閱卷員通過網(wǎng)絡得到經(jīng)考試中心切分處理的試卷進行評閱，并通過網(wǎng)絡傳回考試中心。利用防火墻、智能IC卡、數(shù)字簽名等技術實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩吧矸莸姆赖仲嚭蜋嘞薜目刂?。此方式改變了傳統(tǒng)閱卷方式的人員集中、串行操作等弊端，實現(xiàn)了考試閱卷工作的高效率、低成本、公平、公正 。關鍵詞  網(wǎng)上

2、閱卷；信息安全；OCR；智能IC卡引言考試不僅僅是個人發(fā)展的一條重要途徑，而且是關系國家安定、未來發(fā)展的一件舉足輕重的大事，而閱卷則是其中的一個重要環(huán)節(jié)。閱卷方式的好壞不僅影響著整個閱卷過程的效率，而且還關系著眾多考生的命運，進而也就決定了能否為國家、為社會輸送更多、更優(yōu)秀的人才，因此有一個更加公平、公正、安全的閱卷方式是至關重要的。本文旨在探討一種基于網(wǎng)絡模式的閱卷方式，通過現(xiàn)代網(wǎng)絡、信息安全、OCR（Optical Character Recognition光學字符識別）等技術的應用，實現(xiàn)高效率、低成本、公平、公正、安全的網(wǎng)絡閱卷系統(tǒng)。一、考試閱卷工作的現(xiàn)狀傳統(tǒng)的閱卷方式是把各地的考生試卷

3、及閱卷人員集中到各省市，在一個專門的地方進行流水閱卷。這種方式所存在的問題是把所有試卷及閱卷人員集中到一起既浪費了時間，又浪費了財力；手工閱卷由于其較大的勞動強度而往往會容易引起較大的閱卷誤差，同時由于其過程是串行操作，即只能是所有的試卷全部接收入庫后才可以進行集中的閱卷，不能保證閱卷速度。二、網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)1、網(wǎng)上閱卷的概念網(wǎng)上閱卷就是把考生答卷電子化，閱卷人員不是對考生的原始答卷直接評分，而是在計算機上對考生電子化了的答卷評分。在考試后把考生試卷通過OCR（Optical Character Recognition光學字符識別）掃描成試卷圖像并識別出考生考號存儲到數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)“物流”到“電

4、子流”的轉變。閱卷員通過計算機網(wǎng)絡按事先確定的規(guī)則進行評分。不同類型的題目，采用教育部考試中心制定的與之相應的誤差控制模型，達到縮小評分誤差的目的。2、 網(wǎng)上閱卷邏輯結構圖 3、網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)各組成部分功能介紹3.1密鑰管理中心密鑰管理中心設在考試中心，由一臺PC機、兩塊加密卡、兩套讀卡器及管理員和操作員組成?？荚囍行耐ㄟ^密鑰管理中心統(tǒng)一進行IC卡的分發(fā)（即密鑰的分發(fā)）。分發(fā)IC卡的過程首先是讓IC卡產(chǎn)生一對RSA密鑰，將其公鑰取出存入考試中心密鑰數(shù)據(jù)庫，并將考試中心加密機中的公鑰以及工作人員的權限代碼寫入IC卡中。3.2考試中心數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心設在考試中心，是全部考生“電子試卷”的集

5、中存放中心，由兩臺數(shù)據(jù)庫服務器、兩臺加密機和數(shù)據(jù)中心管理員組成，其中各有一臺用作備份。數(shù)據(jù)中心建立三個數(shù)據(jù)庫：考生試卷數(shù)據(jù)庫、考生成績數(shù)據(jù)庫、密鑰數(shù)據(jù)庫?？忌嚲頂?shù)據(jù)庫保存所有考生的“電子試卷”。考生成績數(shù)據(jù)庫保存所有批閱過的考生試卷及成績。密鑰數(shù)據(jù)庫 通過密鑰數(shù)據(jù)庫服務器端軟件接受密鑰管理中心發(fā)送來的系統(tǒng)中所有工作人員（包括錄入員、閱卷員）的公鑰和權限代碼、編號、姓名。3.3各地市招辦數(shù)據(jù)中心和錄入中心設在各地市，接受所屬所有考點的考生試卷并組織錄入員進行錄入工作。錄入員要利用智能IC卡登陸，在口令、權限檢查通過以后方可以進入控制界面進行操作?？忌嚲硗ㄟ^OCR（Optical Charac

6、ter Recognition，光學字符識別）會以圖像的方式被完整地錄入到數(shù)據(jù)中心，通過錄入中心數(shù)據(jù)庫客戶端軟件加密上傳到考試中心數(shù)據(jù)中心。3.4各閱卷點設在各地市，是專門提供給閱卷員閱卷的場所，它由傳統(tǒng)的集中式閱卷更新為分布式，它由PC機和讀卡器、及閱卷人員組成。4、網(wǎng)上閱卷工作流程密鑰管理中心向各錄入點及閱卷點分發(fā)IC卡，并把錄入人員及閱卷人員的公鑰存儲到考試中心密鑰數(shù)據(jù)庫。試卷從各考點傳送到各地市招辦，錄入員要利用智能IC卡登陸，在檢查口令、密鑰和權限通過以后方可以進入控制界面進行操作。通過OCR（Optical Character Recognition光學字符識別）將考生試卷以圖像的

7、方式錄入到計算機，系統(tǒng)調用智能IC卡產(chǎn)生對稱密鑰對試卷內容及錄入員的簽名進行加密并生成MAC(試卷內容摘要)，此對稱密鑰由考試中心的公鑰加密。加密后的試卷內容，生成的MAC及加密后的對稱密鑰組成報文上傳至考試     中心數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心通過考生試卷數(shù)據(jù)庫服務軟件接受來自各地市數(shù)據(jù)中心或錄入中心發(fā)送過來的考生試卷。數(shù)據(jù)中心收到數(shù)據(jù)報文后，首先用其私鑰解密對稱密鑰，用解密后的對稱密鑰解密試卷內容得到明文試卷，再對其作MAC，同收到的MAC值作比較，判斷是否一致，通過則調用加密機加密后保存到數(shù)據(jù)庫中。閱卷工作開始時，從數(shù)據(jù)庫中調出試卷內容并解密，將試卷內容

8、和考生試卷數(shù)據(jù)庫編號組成試卷信息，同時對試卷圖像進行“切分”（將考生信息與試卷內容按一定規(guī)則分離）和“派發(fā)”（將切分過的試卷按題目分類并放入指定位置）。調用加密機產(chǎn)生對稱密鑰加密報文，并生成MAC，用對應的閱卷員公鑰加密對稱密鑰，這樣就形成數(shù)據(jù)報文，下傳給閱卷點，同時置試卷狀態(tài)標志為“正在評閱中”。閱卷點收到試卷信息后，首先利用智能IC卡中的私鑰解密對稱密鑰，然后用對稱密鑰解密試卷內容得到明文試卷（含考生試卷數(shù)據(jù)庫編號，試卷內容），再對其作MAC，同收到的MAC值作比較，判斷是否一致，通過則顯示在瀏覽器中供閱卷員評閱。同錄入員一樣，首先，閱卷員要利用智能IC卡登陸，在檢查口令、密鑰和權限通過以

9、后方可以進入控制界面進行操作。通過瀏覽器可隨機地取到考生的試卷，閱卷員可以看到切分過的隱去個人信息的考生試卷的一部分，閱卷員評閱完畢以后，將評閱成績提交。提交時，由考生試卷數(shù)據(jù)庫編號、試卷評閱成績組成評閱信息，調用智能IC卡產(chǎn)生對稱密鑰加密，并生成MAC，同時用考試中心數(shù)據(jù)中心的公鑰加密對稱密鑰，這樣就形成了評閱信息數(shù)據(jù)報文，上傳至考試中心數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心收到評閱信息后用對應的私鑰解密對稱密鑰，用對稱密鑰解密評閱信息得到試卷成績和試卷數(shù)據(jù)庫編號，連同對應的試卷數(shù)據(jù)庫中的記錄保存到考生成績數(shù)據(jù)庫。同時，在試卷數(shù)據(jù)庫中置試卷狀態(tài)標志為“閱卷完畢”，防止重復閱卷。5、本系統(tǒng)方案的優(yōu)點（1）、操作簡

10、單，由于本方案是在傳統(tǒng)手工閱卷的基礎上進行的更新，所以實施起來相對簡單。（2）、速度快，從傳統(tǒng)的串行手工閱卷升為并行方式，即可以邊錄入邊閱卷，閱卷和復核也可以同步進行，這就大大提高了效率。（3）、 費用低，本方案中系統(tǒng)的安全設備主要是加密機、IC卡讀卡器等設備造價相對低廉，可以大大減少閱卷費用。（4）、采用數(shù)字簽名技術，實現(xiàn)了仿篡改和防抵賴，使每個參與閱卷工作的人都要對自己的工作負責，便于閱卷工作的管理。6本系統(tǒng)方案的安全性分析由于網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)中大量的信息都是通過網(wǎng)絡進行傳輸，因此在整個系統(tǒng)中能否保證數(shù)據(jù)的機密性、完整性以及對工作人員的身份驗證，保證只有得到授權的人員才能訪問考生數(shù)據(jù)庫，有效阻

11、止外來人員的攻擊，是網(wǎng)上閱卷方案能否實施的關鍵。本方案在安全性方面作了以下工作：（1）、各數(shù)據(jù)中心與Internet之間用防火墻隔離，有效的阻止了非法訪問，提高了安全性。（2）、增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)募用軝C制，以保證數(shù)據(jù)的完整性和保密性，無論數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上的傳輸還是數(shù)據(jù)在本地的存放都是采用了混合密碼機制，即對稱密鑰采用一次一密，同時用RSA公鑰對對稱密鑰進行加密。這是符合PKCS國際標準的，同時在理論上和實踐中都被證明了的一種行之有效的方式。而且，通信密鑰使用128比特的對稱密鑰，主密鑰使用1024比特的RSA密鑰。這種加密強度完全滿足了本應用系統(tǒng)的需要（3）、系統(tǒng)中各級工作人員的密鑰和權限設置都通過一張智能IC卡保存，同時IC卡還有口令保護。系統(tǒng)各級工作人員登陸時首先要利用智能IC卡得到考試中心數(shù)據(jù)中心的身份驗證和權限驗證后才可以進入操作界面，操作完畢還要附上操作員的簽名 ，避免了匿名操作，實現(xiàn)了防抵賴，防篡改。三 、 總結網(wǎng)上閱卷是現(xiàn)代社會高速發(fā)展的產(chǎn)物，通過OCR的使用，實現(xiàn)了將考生信息及試卷內容快