Разработка приложения для создания и распознавания QR-кода с электронной цифровой подписью

В современном мире в условиях внедрения информационных технологий во многие сферы деятельности человека, государства и общества возникает острый вопрос о сохранении целостности информации, фигурирующей в информационных системах. Средством, позволяющим однозначно ответить на вопрос о целостности электронного документа, как раз и является электронная цифровая подпись.

В нашем быстро развивающемся обществе время для бизнеса очень ценно, тогда как использование электронной цифровой подписи вместо обычной собственноручной позволяет существенно, а порой и в разы сократить время, необходимое на одни и те же действия.

Целью данной работы является разработка клиент-серверного приложения для создания и распознавания QR кода с электронной цифровой подписью при использовании современных популярных фреймворков (Maven, Spring) для отображения информации о сотрудниках компании, которая подгружается посредством подключения к базе данных PostgreSQL.

Клиент реализуется как мобильное приложение на платформе Android OS, а сервер в свою очередь организован на локальном персональном компьютере. Сервер отвечает за прием запросов от клиента, в которых клиент спрашивает, достоверна ли подпись, распознанная им через QR код, а также за отправку запросов-ответов клиенту с информацией о сотруднике в случае подлинности цифровой подписи.

Разработанный программный продукт реализует модель пропускной системы компании, при которой с помощью мобильного приложения (в данном случае мобильное приложение имитирует турникет пропускной системы) сканируется QR код, в котором должна храниться подписанная информация о сотруднике. В случае достоверности подписи выводится

информация о сотруднике, которая идентифицирует сотрудника для службы безопасности. Естественно, что при устройстве сотрудника на работу информация о нем вносится в базу данных и создается его персональный QR код с уникальным идентификатором, которому как раз и присваивается электронная цифровая подпись.

Выпускная квалификационная работа состоит из введения, первой главы, второй главы, заключения, списка литературы и приложения.

• Во введении содержится общая информация о работе, а также раскрыта актуальность данной решаемой задачи и ее практическая значимость;
• В первой главе отражены теоретические аспекты, связанные с выбором инструментов и средств реализации данного приложения;
• Во второй главе описаны реализации клиентской части приложения, серверной, а также описана и реализована логика клиент – серверной архитектуры приложения;
• В заключении приводятся основные результаты выполненной работы;
• В списке литературы перечислены различные источники и электронные ресурсы, которые были изучены в процессе исследования и реализации данной работы;
• В приложении заключен весь код проекта.

1.1 Выбор языка программирования и среды разработки

Java – широко используемый язык программирования, разработанный специально для использования в сети Интернет. Язык Java активно используется для создания мобильных приложений под операционную систему Android, также он является самым популярным для устройств и интернет-технологий.

Программы, созданные на Java, предполагают переносимость в сети. Исходный код скомпилирован в то, что Java программисты называют - байт- код, который можно запускать в любом месте сети на сервере или клиенте с виртуальной машиной Java (JVM). JVM интерпретирует байт-код в код, который будет работать на компьютерном оборудовании. JVM включает в себя необязательный компилятор Just-in-time (JIT), который динамически компилирует байткод в исполняемый код в качестве альтернативы интерпретации одной инструкции байт-кода за раз. Во многих случаях динамическая компиляция JIT быстрее, чем интерпретация виртуальной машины.

...

1.2 Особенности операционной системы Android

Операционная система Android, по сравнению с iOS или OS Windows, является достаточно своеобразной. Поэтому для получения поставленного результата разработчик непременно должен иметь представление об основных особенностях и своеобразных функциях, присущих данной операционной системе. Нетрудно догадаться, что в процессе разработки возникают сложности и препятствия, которые необходимо учитывать для получения поставленных целей. К особенностям и сложностям Android разработки можно отнести следующие:

...

1.6 Электронная цифровая подпись. Реализация ЭЦП на основе алгоритма RSA и функции хеширования SHA256

Электронная цифровая подпись (ЭЦП) уже давно обширно используется в современном развивающемся мире. В данный момент электронная цифровая подпись является незаменимым инструментом при ведении бизнеса, позволяя физическим лицам, компаниям и корпорациям существенно экономить свое драгоценное время. Развитие системы электронных платежей уже немыслимо без средств, позволяющих доказать подлинность и целостность документа.

Таким средством как раз и является ЭЦП, которая сохранила свойства обычной подписи. Документ, подписанный электронной цифровой подписью, имеет такую же юридическую силу, как и бумажный документ, подписанный собственноручной подписью правомочного лица и скрепленный печатью.

...

1.7 Постановка задачи

Целью данной работы является разработка клиент-серверного приложения для создания и распознавания QR кода с электронной цифровой подписью при использовании современных популярных фреймворков (Maven, Spring) для отображения информации о сотрудниках компании, которая подгружается посредством подключения к базе данных PostgreSQL.

Клиент реализуется как мобильное приложение на платформе Android OS, а сервер в свою очередь организован на локальном персональном компьютере. Сервер отвечает за прием запросов от клиента, в которых клиент спрашивает, достоверна ли подпись, распознанная им через QR код, а также за отправку запросов-ответов клиенту с информацией о сотруднике в случае подлинности цифровой подписи.

Для достижения этих целей предполагается целесообразным решить следующие задачи:

- Рассмотреть и изучить синтаксис языка программирования Java SE, их технические возможности;

...

2.1 Серверная часть приложения

Как уже говорилось ранее, серверная часть данного приложения рассчитана на добавление информации о сотруднике в базу данных, а также на создание QR кода с уникальным идентификатором сотрудника и электронной цифровой подписью этого идентификатора. Рассмотрим непосредственно работу сервера.

Для удобства работы разработчика на сервере инструментами из стандартной библиотеки Java Swing был создан примитивный графический интерфейс, с помощью которого будем добавлять сотрудников в базу данных:

...

2.2 Клиентская часть приложения

Рассмотрим реализацию клиентской части данного приложения, которая была реализована, как уже упоминалась выше, в среде Android Studio и которая была протестирована на мобильном устройстве Xiaomi Redmi Note 5 на базе Android 8.1 (API level 27).

При открытии приложения открывается приветственное окно с кнопкой, запускающей непосредственно процесс сканирования QR кода с электронной цифровой подписью:

...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе проектирования выпускной квалификационной работы было создано приложение для создания и распознавания QR кода с электронной цифровой подписью. Проект был реализован на языке программирования Java и использованием популярных фреймворков Maven, Spring, а также базы данных PostgreSQL

Результатом выполнения работы является разработанное клиент- серверное приложение для распознавания QR кодов с ЭЦП, хранящих информацию о сотрудниках компании.

Цели, поставленные на дипломную работу и определенные при постановке задачи, выполнены в полном объеме, а именно:

...

ПРИЛОЖЕНИЕ

Программный код

Сборка employeeDB-master

EmployeeController.java

Employee.java

EmployeeDto.java

SignIdDto.java

EmployeeService.java

SignChecker.java

SignMaker.java

QRCreator.java

MakerImpl.java

CheckerImpl.java

QRCreatorImpl.java

TripleBigInt.java

RSA.java

EmployeeGUI.java

EmployeedbApplication.java

...

Сборка qrcodeclient

...