符合Palam教授要求的小组作业安全提交与验证协议问询

核心约束明确 #

本协议需满足三个核心要求：

• 截止时间后提交的作业直接拒收
• 作业存储于全体学生拥有读写权限、无删除权限的共享服务器
• 无师生单独密钥共享，具备可扩展性

协议分步流程 #

1. 前置准备阶段（作业发布时完成） #

• 教授发布作业时，明确精确到秒的UTC截止时间，同时在共享服务器创建作业提交根目录，配置权限为全体学生可读写、不可删除。
• 教授公开自己的RSA公钥Pub_P，要求所有学生自行生成个人RSA密钥对（私钥Pri_S自行保管，公钥Pub_S），并将[学号]-[姓名]-Pub_S格式的条目追加到共享目录下的学生公钥注册表中（注册表仅允许追加，禁止修改已有条目，由教授配置权限）。

2. 作业提交阶段（截止时间前） #

• 学生完成作业后，生成作业文件HW_S，同时创建提交元数据文件Meta_S，内容包含：
  • 学号、姓名
  • 作业文件的SHA-256哈希值：Hash(HW_S)
  • 本地生成的UTC提交时间戳（精确到秒，需确保本地时间与UTC同步）
  • 用个人私钥Pri_S对上述所有内容的签名：Sig_S = Sign(Pri_S, 学号+姓名+Hash(HW_S)+提交时间戳)
• 学生将HW_S和Meta_S打包为[学号]-[提交时间戳].zip，上传至作业提交根目录；若需更新作业，可上传新的打包文件覆盖旧文件（因有读写权限），但旧文件仍会保留（无删除权限）。

3. 截止后验证阶段 #

• 第一步：筛选有效提交
  教授遍历共享目录中的所有提交文件，仅保留提交时间戳 ≤ 截止时间的文件；若学生本地时间偏差过大，结合服务器记录的文件接收时间辅助判定（服务器时间由教授提前校准，不可篡改）。
• 第二步：验证提交真实性与完整性
  对每个有效提交：
  1. 从学生公钥注册表中取出对应学号的公钥Pub_S
  2. 验证Meta_S中的签名Sig_S有效性：用Pub_S验证签名对应的原始内容（学号+姓名+Hash(HW_S)+提交时间戳），确保提交确为该学生发起且内容未被篡改
  3. 计算HW_S的SHA-256哈希值，与Meta_S中的Hash(HW_S)比对，确保作业文件未被篡改
• 第三步：确定最终作业
  若同一学生存在多个有效提交，取时间戳最晚的文件作为最终作业。
• 第四步：公示验证结果
  教授整理所有验证结果，生成验证结果清单，并用个人私钥Pri_P签名后发布到共享目录的结果公示区；学生可通过Pub_P验证签名，确认结果未被篡改。

合理性论证 #

1. 截止时间约束落地
   通过提交元数据的时间戳+服务器接收时间双重校验，截止时间后的提交直接被过滤；学生无法篡改已提交的时间戳（签名验证会失败），也无法删除早于截止时间的提交记录（无删除权限），彻底杜绝逾期提交的可能性。

2. 适配共享存储权限
   学生的读写权限允许其更新自己的作业（覆盖旧文件），无删除权限确保所有提交记录可追溯；签名+哈希的双重验证机制，使得即使其他学生能读写共享目录，也无法篡改他人的作业内容或提交元数据（篡改会导致签名或哈希验证失败）。

3. 可扩展性满足
   无需教授与学生单独共享密钥，学生自行管理个人私钥，教授仅需维护一个公钥，无需为新增学生单独配置密钥，完全适配大规模学生群体的教学场景。

4. 防抵赖与篡改
   学生的私钥签名确保提交不可抵赖，哈希值确保作业文件完整性；共享目录的无删除权限保留了所有提交痕迹，教授可随时追溯历史提交记录，避免纠纷。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fawzia Omer