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面向移动通话安全的加密技术研究

作　者: 彭玮
导　师: 吴介一
学　校: 东南大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 语音加密 AES Rijindael算法 ECC 移动通话安全 安全电话终端
分类号: TN918.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


本文针对移动通信中通话安全问题进行了深入的研究,首先介绍了目前语音加密处理的几种方法,然后对课题中所采用的加密方法进行了深入的探讨与研究。主要实现了两个加密算法,即语音加密过程采用的AES(Advanced Encryption Standard,高级加密标准)加密算法与密钥协商过程所使用的ECC(Elliptic Curve Cryptography,椭圆曲线密码学)加密算法。最后,提出了一种安全电话终端设计方法。对于AES算法,详细介绍了新的高级加密标准AES算法(Rijndael算法)的加密解密流程,分析了该算法自身的特点,解开了算法内部的轮循环,代之以流水线的方式实现。另外,分析了每次轮操作的内部过程,对轮操作内部的执行进行合并和简化,从而实现了高速AES算法。对于ECC算法,首先介绍了ECC的数学基础,对有限域上椭圆曲线点的运算规则进行了详细描述;然后探讨了ECC的原理,分析了ECC的安全性和有效性;最后,设计了一个基于ECC的加密系统,包括系统的需求分析,域参数选择,域元、椭圆曲线、点的表示,原语和方案的选择,及整个系统的模块功能划分,从而完整地实现椭圆曲线的密钥交换协议、加密和解密过程。最后,本文详细介绍了安全电话终端的设计与实现,其中包括软硬件平台的选择与安全电话终端软件实现。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-10
  1.1 项目背景  8
  1.2 国内外研究状况  8
  1.3 现有保密电话系统  8-9
  1.4 课题内容  9-10
第二章 语音信号保密处理技术  10-17
  2.1 混沌技术  10-11
  2.2 替音技术  11-12
  2.3 密码技术  12-17
    2.3.1 基本概念  12-13
    2.3.2 建立密码系统  13-14
    2.3.3 对称密码系统  14-15
    2.3.4 非对称密码系统（公钥密码系统）  15-17
第三章 AES 算法的研究与实现  17-28
  3.1 数学基础  17-18
  3.2 加密算法（Rijindael 算法的结构）  18-21
    3.2.1 轮变换  19-20
    3.2.2 密钥编排方案  20-21
  3.3 解密算法  21-23
    3.3.1 变换的逆变换  21-22
    3.3.2 逆轮变换的定义  22
    3.3.3 解密算法  22-23
  3.4 Rijindael 算法的高速实现  23-25
    3.4.1 Rijindael 算法的流程图  23
    3.4.2 Rijindael 算法的高速实现方案  23-25
  3.5 对外接口  25-26
  3.6 执行性能  26
  3.7 抗攻击能力  26
    3.7.1 消除弱密钥  26
    3.7.2 抵抗攻击算法  26
  3.8 AES 与DES 的比较  26-28
第四章 ECC 的研究与实现  28-50
  4.1 椭圆曲线的定义  29-31
    4.1.1 椭圆曲线的定义  29
    4.1.2 椭圆曲线上的运算法则  29-31
  4.2 密码学中的椭圆曲线  31-32
    4.2.1 有限域上的椭圆曲线  31
    4.2.2 椭圆曲线离散对数问题  31
    4.2.3 建立椭圆曲线密码体制  31-32
  4.3 椭圆曲线加密算法分析  32-36
    4.3.1 椭圆曲线域参数选择  32-34
    4.3.2 原语和方案的选择  34-35
    4.3.3 椭圆曲线加密系统的模块划分  35-36
  4.4 ECC的实现  36-50
    4.4.1 将数据映射成为椭圆曲线上的点  36-37
    4.4.2 域元、椭圆曲线、点的表示  37-38
    4.4.3 求域元素运算模块  38-42
    4.4.4 椭圆曲线上的运算模块  42-43
    4.4.5 协议模块实现  43-48
    4.4.6 将ECC 转化为一个动态链接库  48-50
第五章 安全电话终端设计  50-53
  5.1 系统总体框架  50
  5.2 安全电话终端架构  50-53
    5.2.1 选择端到端加密架构  50-51
    5.2.2 安全电话通信过程  51
    5.2.3 安全电话终端架构  51-53
第六章 安全电话终端实现  53-58
  6.1 硬件平台的选择  53
  6.2 软件平台的选择  53-54
  6.3 安全电话终端软件设计  54
  6.4 安全电话终端软件实现  54-58
    6.4.1 总体实现  54-55
    6.4.2 类Mphone  55-56
    6.4.3 密码类组类的实现  56-58
第七章 总结与展望  58-59
参考文献  59-61
作者简介  61-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信保密与通信安全 > 密码的加密与解密
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