基于加密技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)①

王宇翔 黃偉仁

摘 要：隨著高校招生規(guī)模的不斷擴大，在教學(xué)中改進考試手段成為亟待解決的問題，網(wǎng)絡(luò)考試已經(jīng)成為教學(xué)改革的一部分。本文闡述了利用VB實現(xiàn)基于加密技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)在線考試系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)方案，它具有題庫管理、自動組卷、考試管理、自動評分等功能，并提出了網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)需要進一步研究的問題。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)考試 加密 身份認證

中圖分類號：TP311.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0015-02

隨著高等學(xué)校教育體制改革的不斷深入，各高等院校紛紛進行擴招，學(xué)生人數(shù)不斷劇增，在每次考試前，教師需要組織試卷、印刷裝訂試卷，考試后手工批改、試卷的分析，消耗了大量的人力物力，并且在閱卷、分數(shù)統(tǒng)計的工作中也非常容易出現(xiàn)人為的差錯。教師工作量直線上升，目前迫切需要一種新的考試方式來解決這些問題。與傳統(tǒng)考試模式相比，網(wǎng)絡(luò)考試采取考試管理中心與本地考點分離，并采用隨機抽題、智能組卷等方式，可大大改善教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

1 網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)功能簡介

這個考試系統(tǒng)是在對我院的校園管理信息系統(tǒng)、學(xué)院機房的真實環(huán)境的現(xiàn)狀和特點進行深入等分析之后，進行了基于加密技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)工作。使用經(jīng)典的VB開發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)我院考試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。

該考試系統(tǒng)具有以下特色和功能：

1.1 針對不同專業(yè)，進行多種題型的考核

我院現(xiàn)有專業(yè)22個，在校人數(shù)6000多人，具有多學(xué)科、多專業(yè)教學(xué)特點。在不同的專業(yè)考試中，由命題教師將考核內(nèi)容，按題型、分值、考核時間等要素，分別填入Excel、Word文檔中，即可設(shè)計不同的考核內(nèi)容，自動生成試卷。

1.2 考試結(jié)果進行加密，傳送給教師

在加密文檔中，利用全球每臺計算機的網(wǎng)卡MAC地址的唯一性、每臺計算機的IP地址不可重復(fù)性的技術(shù)，在技術(shù)層面上防止上機考核時常發(fā)生的學(xué)生進行答案的拷貝、學(xué)生進行代傳試卷的弊端。

1.3 客觀題的自動批閱

在試卷批閱中，最大程度保證了考核的公正性、客觀性。為本課程教師對考核結(jié)果進行分析，提供了科學(xué)、正確的數(shù)據(jù)。

1.4 系統(tǒng)界面友好，易于操作

系統(tǒng)設(shè)計使用Visual Basic語言，界面為所有同學(xué)都非常熟悉的Windows界面。在使用過程中不存在由于考試環(huán)境不熟悉，而對答題造成困惑，從而影響考試成績的情況。

教師進行題目的組合及題庫的建立使用最為廣泛的Excel和Word軟件，使教師無論在家中還是學(xué)院均可進行工作，而不必拘泥于某種特定環(huán)境。更不存在題庫的文件類型不能轉(zhuǎn)換，使以前的試卷全部作廢或者要重新進行輸入。

1.5 測試結(jié)果易于轉(zhuǎn)換

同學(xué)可以通過網(wǎng)絡(luò)完成測試，將結(jié)果提交給教師，測試結(jié)果的文件類型為txt文件。此種文件類型可以轉(zhuǎn)化成多種其他文件類型，為測試結(jié)果的再轉(zhuǎn)換提供了可能。

2 開發(fā)網(wǎng)絡(luò)考試的相關(guān)技術(shù)

2.1 Visual Basic技術(shù)

Visual Basic（VB）是一種由微軟公司開發(fā)的包含協(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動編程語言。從任何標準來說，VB都是世界上使用人數(shù)最多的語言—— 不僅是盛贊VB的開發(fā)者還是抱怨VB的開發(fā)者的數(shù)量。它源自于BASIC編程語言。VB擁有圖形用戶界面（GUI）和快速應(yīng)用程序開發(fā)（RAD）系統(tǒng)，可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數(shù)據(jù)庫，或者輕松的創(chuàng)建ActiveX控件。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個應(yīng)用程序。

本系統(tǒng)就是利用這種技術(shù)來實現(xiàn)的。

2.2 OLE技術(shù)

OLE技術(shù)（Object Linking and Embedding，對象連接與嵌入），指的就是OLE自動化，是不同應(yīng)用程序之間進行通訊的一個標準。OLE自動化的工作方式是：通訊被動方（OLE服務(wù)器）應(yīng)用程序向通訊主動方（OLE客戶機）應(yīng)用程序提供一個以上可供其調(diào)用的OLE自動化對象類型，OLE客戶機通過引用這些對象實現(xiàn)對OLE服務(wù)器的調(diào)用，然后通過設(shè)置對象的屬性和使用對象的方法操縱OLE服務(wù)器應(yīng)用程序，完成兩者之間的通訊。

在本程序中使用OLE技術(shù)，將Excel和Word與VB進行數(shù)據(jù)交換，完成不同的對象之間進行通訊。在Exec.Book123中儲存著題庫的內(nèi)容，使用OLE技術(shù)將題庫Exec.Book123（帶密碼）中的數(shù)據(jù)取出，存放到VB的控件MSFGrid控件中。將閱讀后的測試卷從RichTextBox控件中，保存到word文檔中。

2.3 加密算法綜述

加密技術(shù)是最常用的安全保密手段，利用技術(shù)手段把重要的數(shù)據(jù)變?yōu)閬y碼（加密）傳送，到達目的地后再用相同或不同的手段還原（解密）。

密鑰加密技術(shù)的密碼體制分為兩種：對稱密鑰體制和非對稱密鑰體制。相應(yīng)地，對數(shù)據(jù)加密的技術(shù)分為兩類，即對稱加密（私人密鑰加密）和非對稱加密（公開密鑰加密）。

對稱加密技術(shù)具有很多的優(yōu)點，比如：效率高，加/解密速度可達數(shù)十兆/秒或更多、算法簡單等；由于以上特點，本網(wǎng)絡(luò)考試的加密技術(shù)采用對稱加密技術(shù)。

任何數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)部均以二進制形式表現(xiàn)。本系統(tǒng)采用按位加運算一次對二進制數(shù)據(jù)進行加密，使得原文由原來的0變更為1，或?qū)⒃瓉淼?變更為0。

本程序中利用這種簡單工作原理，將同學(xué)的答案，冠以學(xué)號姓名進行加密后，以二進制文件形式保存在硬盤上。以防止當今的電子考試的拷貝作弊現(xiàn)象。在教師端上利用逆向操作，將同學(xué)的二進制的數(shù)據(jù)文件還原為真實內(nèi)容。供教師批閱。利用該原理，將每位同學(xué)的測試卷，在同學(xué)端加密后傳送到教師端上，利用該技術(shù)，解密后寫入光盤予以保存。

2.4 控件的使用

在本系統(tǒng)中，主要用到如下控件。

（1）MsFlexGrid（網(wǎng)格控件）：保存隨機產(chǎn)生的考卷數(shù)據(jù)。

（2）Timer：控制測試時間。

（3）三組控件的組合使用來模擬Windows界面。

Drive（驅(qū)動器）：供使用者選擇盤符。

Dir（文件夾）：供使用者選擇該盤中的文件夾。

File（文件）：供使用者選擇該文件夾中的文件。

（4）RichTextBox：富文本控件，類似記事本，可以對控件中的文字的屬性，作各種類似Word的處理。

3 網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 需求分析

（1）用戶身份級別要求。

即根據(jù)身份的不同對系統(tǒng)的使用權(quán)限有所不同。權(quán)限大小分為：教師和學(xué)生。

教師：是權(quán)限最大的管理員，擁有超級權(quán)限，主要負責(zé)對系統(tǒng)進行參數(shù)設(shè)置，例如考試時間、題目數(shù)量設(shè)定，進行試卷的批閱和解除鎖定操作。

學(xué)生：輸入正確的學(xué)號和姓名后，進入考試試題，進行題目抽取和答題，并且提交試卷。

（2）系統(tǒng)設(shè)置功能。

提供對系統(tǒng)中各個參數(shù)的設(shè)置，比如考試時間，題目數(shù)量等。

3.2 考試系統(tǒng)主要功能模塊的實現(xiàn)

3.2.1 登錄窗口

主要是對登錄用戶進行身份合法性驗證，因為此系統(tǒng)面向的是學(xué)院的教師和學(xué)生，所以在登錄界面上提供學(xué)生學(xué)號和姓名的輸入框作為身份驗證的依據(jù)。同樣，教師登錄采用的是輸入職工編號和姓名來進行驗證。如果不能同時輸入正確的學(xué)號/編號和姓名，將不能進入系統(tǒng)。

3.2.2 測試窗口

通過VB菜單編輯器。生成兩級菜單，每個子菜單完成各自的功能。

（1）生成測試卷模塊。

利用OLE技術(shù)從Excel題庫中隨機生抽取題目、可選項目、標準答案。將獲得的數(shù)據(jù)置入答題紙頁面中的MSFlexGrid控件中。題目數(shù)量由系統(tǒng)文件Para＼parama.dat中對應(yīng)數(shù)據(jù)項給出。

完成測試卷后，打開答題紙頁面窗口。

（2）開始測試模塊。

通過測試窗口的Textbox、Option1、Checkbox控件和答題紙窗口MSFlexGrid控件的組合完成測試。Timer控件，在后臺進行測試時間的計時工作。當計時到達系統(tǒng)參數(shù)文件中設(shè)置的時間。立即終止測試，并自動生成兩份加密文件置入Fileset文件夾中。

（3）提交測試卷模塊。

在未到測試時間提前交卷，則終止Timer控件的后臺計時，轉(zhuǎn)入Timer控件。

3.2.3 答題紙窗口

利用MSFlexGrid控件的單擊事件，將存儲在該控件中的數(shù)據(jù)，向測試窗口的Textbox、Option1、CheckBox控件，寫入各題的內(nèi)容。

其中：

（1）Textbox：題目。

（2）Option1單選按鈕組：供選擇的內(nèi)容。

（3）CheckBox控件組：供選擇的內(nèi)容。

（4）將Option1單選按鈕組和CheckBox控件組的選擇數(shù)據(jù)保存到MSFlexGrid控件上，供測試者觀察。

3.2.4 系統(tǒng)窗口

（1）利用UpDown控件和Textbox控件的互聯(lián)，完成ActiveX組合控件。在指定數(shù)據(jù)范圍內(nèi)選擇數(shù)據(jù)。

（2）利用加密技術(shù)和二進制文件寫入技術(shù)，將參數(shù)寫入文件夾保存。文件名為Para＼parama.dat。

使用三組控件的組合技術(shù)：Drive（驅(qū)動器）+Dir（文件夾）+File（文件），讓教師快速批量選擇文件。應(yīng)用解密技術(shù)，將每個測試成績文件解密。將解密后的文件各項數(shù)據(jù)存入MSFlexGrid控件的每行。利用OLE技術(shù)將MSFlexGrid控件的每行數(shù)據(jù)寫入Excel文件保存。

（3）生成每位測試者的測試卷。

使用三組控件的組合技術(shù)：Drive（驅(qū)動器）+Dir（文件夾）+File（文件），讓教師快速批量選擇文件。應(yīng)用解密技術(shù)，將每個測試試卷文件解密。利用OLE技術(shù)將RichTextBox控件內(nèi)的測試試卷內(nèi)容寫入Word文檔，存檔保存。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)利用VB技術(shù)，通過簡潔的算法對網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)進行設(shè)計，具有穩(wěn)定性，系統(tǒng)開銷小，組卷速度快等優(yōu)點，教師可以進行自由組卷，學(xué)生試卷加密上傳，避免作弊現(xiàn)象，客觀題進行自動閱卷，基本上達到實用水平。

參考文獻

[1]Visual Basic 6.0程序設(shè)計參考手冊[M].人民郵電出版社，2003.

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[3]陳果.網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)加密技術(shù)研究[J].計算機工程與應(yīng)用，2008（44）.