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基于TETRA系统的一种端到端加密系统的设计与实现

作　者: 桑健
导　师: 王剑
学　校: 东北大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: TETRA 安全 鉴权 空中接口加密 端到端加密
分类号: TN929.532
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


在铁路、公安、军队、民航等行业中,部门内部的指挥调度极为频繁。适应社会的需要,从移动通信专网发展起来的集群通信应运而生了,它在处理日常工作和重特大事件中发挥着越来越重要的作用。与此同时,集群通信的安全机密性也引起了人们越来越多的关注。TETRA (TErrestial Trunking Radio)是基于TDMA技术的数字集群移动通信标准。它不仅能提供多群组的调度功能,而且还可以提供短数据信息服务、分组数据服务以及数字化的全双工电话服务,支持功能强大的移动台脱网直通模式,可以实现空中鉴权、终端禁用和激活、空中接口加密和端到端加密,既适合铁路、公安、军队、民航等部门作为专网使用,也可以作为集群共网使用。本文首先分析了TETRA数字集群系统的发展现状,介绍了TETRA数字集群的技术规范及网络构成,然后就TETRA系统面临的主要威胁进行了详细地分析研究。在此基础上,提出了构建TETRA安全系统的体系结构,并就技术方面的主要安全措拖—TETRA系统的鉴权机制、终端禁用和激活机制、空中接口加密和端到端加密机制进行了研究和剖析,在此基础上提出了一种基于IDEA算法和RSA算法的端到端的加密设计方案。最后在Nokia TCS仿真环境下,模拟实现了端到端数据加密,并对仿真结果进行了分析和总结。仿真结果表明了该安全设计方案的可行性,RSA加密通信密钥保证了通信密钥的安全性,IDEA快速率的消息加密和解密能够达到端到端数据通信的要求,从而保证了通信过程当中从发送端到接收到数据信息的安全传输。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 研究背景  10
  1.2 数字集群移动通信系统简介  10-13
    1.2.1 数字集群及其标准  11
    1.2.2 TETRA数字集群系统简介  11-13
  1.3 研究意义  13
  1.4 论文的组织与安排  13-14
第2章 TETRA数字集群移动通信系统  14-20
  2.1 TETRA数字集群标准  14
  2.2 TETRA数字集群空中接口协议栈  14-16
  2.3 TETRA数字集群技术体制  16-17
  2.4 TETRA标准网络实体与网络结构  17-20
    2.4.1 TETRA网络实体  17
    2.4.2 TETRA网络基本结构  17-20
第3章 TETRA风险分析与安全机制  20-34
  3.1 TETRA系统风险分析  20-24
    3.1.1 对传递信息的威胁  21-23
    3.1.2 对用户的威胁  23
    3.1.3 对系统的威胁  23-24
  3.2 TETRA系统安全体系架构  24-25
  3.3 TETRA系统安全机制  25-34
    3.3.1 鉴权机制  26-29
    3.3.2 终端激活和禁用机制  29-30
    3.3.3 空中接口加密  30-31
    3.3.4 端到端加密  31-34
第4章 TETRA端到端加密设计  34-46
  4.1 密码学概述  34-36
    4.1.1 对称加密与非对称加密  34-35
    4.1.2 分组密码工作模式  35-36
  4.2 端到端加密系统中的密钥类型  36-37
  4.3 端到端加密系统设计  37-41
    4.3.1 端到端密钥管理模块  38-40
    4.3.2 端到端加密模块  40-41
  4.4 端到端加密机制  41-43
    4.4.1 端到端语音加密  41-42
    4.4.2 端到端短数据加密  42-43
  4.5 仿真设计  43-46
第5章 端到端数据加密的仿真实现  46-70
  5.1 TCS二次开发平台  46-53
    5.1.1 TCS的应用  46-47
    5.1.2 TCS的结构  47-50
    5.1.3 COM/DOM和TCS API  50-52
    5.1.4 仿真环境  52-53
  5.2 仿真实现  53-64
    5.2.1 密钥管理中心的仿真实现  53-59
    5.2.2 TETRA终端仿真实现  59-64
  5.3 仿真过程及结果分析  64-70
    5.3.1 仿真过程  65
    5.3.2 仿真结果及分析  65-70
第6章 结论与展望  70-72
  6.1 工作总结  70
  6.2 需要解决的问题  70-72
参考文献  72-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信 > 蜂窝式移动通信系统（大哥大、移动电话手机） > 时分多址（TDMA）移动通信
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