随着互联网的高速发展和移动设备的迅速普及,各种移动通信软件进入人们的生活,使用移动设备进行网络通信已经成为现代生活中不可或缺的一部分。虽然通信软件具有很高的便捷性和实用性,但是大多数通信软件没有对通信数据采取加密措施或者加密强度不够,因此,通信数据的安全性无法得到保证。为此,本文设计并实现了一种安全通信服务系统。该系统基于PKI体系为通信软件提供一套完整的安全通信服务,对通信数据进行加密处理,保证通信的安全性。它针对国家密码行业标准“基于SM2密码算法的证书认证系统密码及其相关安全技术规范(GM/T 0034-2014)”签发数字软证书时的不足,通过采用单证书模式为每一个通过身份认证的合法用户分别签发Android端和PC端数字证书,不仅支持多设备同时登录,还解决了用户在使用软证书时通过网络传输私钥而存在的安全风险。同时,针对同一用户不同客户端之间的密文数据难以互通,以及用户密钥损坏或丢失后数据恢复难度大,恢复流程繁琐和时间长等问题,本文通过对标准的数字信封进行改装,设计并实现了一种基于数字信封多证书的数据加解密及恢复方法。该方法不仅安全有效地解决了Android端和PC端通信密文数据的互通问题,还能够在多种情况下帮助用户方便地恢复数据。本文系统主要分为客户端和服务器端两个部分。客户端的各个功能模块提供了通信过程中的各种服务。其中,初始化模块和PC端扫码授权登录模块通过数字证书申请和扫码授权功能提供安全支持环境;签名验签模块和数据加解密模块通过身份验证和数据加解密功能提供基本的安全服务;数字信封多证书模块提供数据的封装和拆分功能,既保证通信数据的安全性又实现了数据互通;数据恢复模块借助数字信封多证书机制提供三种数据恢复方式,保证通信数据的可恢复性。而服务器端包含多个服务器。其中,业务服务器提供身份认证和PC端登录服务,签名验签服务器专门提供数字签名验证服务,证书管理服务器提供证书查询和管理服务,CA服务器提供数字证书签发和数据恢复服务。各个服务器协同工作,为客户端的各个功能模块提供服务支持,保证系统的有效运行。本文基于Android和Windows平台实现了该安全通信服务系统,并对系统的各个模块进行了功能测试和性能测试,测试结果验证了系统的有效性和高效性。基于本文成果开发的“密聊”产品已经被应用到新疆CA和深圳CA的相关系统。