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IC卡的信息安全性研究

作　者: 付志娟
导　师: 潘峥嵘
学　校: 兰州理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 智能IC卡 信息安全性技术 DES加密算法 滚动码KEELOQ加密算法
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 229次
引　用: 3次
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内容摘要


密码学是IC卡应用系统的基本技术之一,密钥管理的保全功能是实现IC卡信息安全传送的关键所在。本论文全面研究IC卡及其应用系统在信息技术传送方面所存在的安全性问题。目前,大多数加密算法都是基于典型对称加密算法进行加解密运算,但随着破解技术的提高,不可避免的存在密钥易丢失和可靠性较差的缺点,因此IC卡信息安全传送的开发面临新的挑战。本论文针对智能IC卡芯片内部电路的不同结构与功能,将智能IC卡大体分为存储IC卡和CPU卡这两种不同类型的智能IC卡,并且主要针对CPU卡的安全性加以分析研究。在对IC卡的研究中,着重研究了CPU卡主要是非接触IC卡信息交换过程中的安全性问题,在全面分析研究当前广泛使用的DES,RSA等标准数据加密算法的基础上,创造性的引入了滚动码KEELOQ加密算法,提出了一种新型混合加密算法,并对混合加密算法的安全性进行了深入的研究,混合加密算法以DES加密算法为核心,在加密过程中,将工作密钥进行了两次KEELOQ加密,解决了传统DES加密算法密钥短容易被穷举法破解的缺点,同时也弥补了KEELOQ加密算法硬件无法进行数据加密的缺憾。当前,在世界范围内智能IC卡的安全性研究刚刚起步,尚未有以智能IC卡安全性为专题的系统性研究。智能IC卡安全性研究对于智能IC卡芯片的开发、智能IC卡应用系统的研究有着十分重要的意义。本课题利用VB描述语言,采用一种软件的设计思路设计了加解密平台。根据设计流程,结合平台要实现的功能,将密钥分成三个部分,进行VB编程,实现IC卡的加解密功能,系统采用了模块化的设计思路,为系统的设计和维护提供了方便,同时也提高了系统性能的可扩展性。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 研究内容  10-11
  1.3 研究现状  11-13
    1.3.1 国外研究现状  11-12
    1.3.2 国内研究现状  12-13
  1.4 本课题研究的主要内容  13-15
第2章 IC卡硬件与软件的安全性  15-23
  2.1 IC卡的起源与概念  15-18
    2.1.1 IC卡的简介  15-16
    2.1.2 智能lC卡的分类及应用  16-18
  2.2 智能比卡硬件结构及其安全性  18-20
    2.2.1 智能卡的硬件结构  18-19
    2.2.2 智能卡硬件安全性  19-20
  2.3 软件安全问题  20-22
    2.3.1 智能卡的软件技术  20-21
    2.3.2 对于IC卡的攻击手段  21
    2.3.3 智能卡安全特性及实施方法  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章 密码学基础知识  23-39
  3.1 密码学基础  23-26
    3.1.1 密码学来源  23-24
    3.1.2 密码学简介  24-26
  3.2 传统密码学体制  26-34
    3.2.1 DES算法的设计思想及加密流程  26-28
    3.2.2 DES算法分析  28-32
    3.2.3 DES的安全性分析  32-33
    3.2.4 DES的变形  33-34
  3.3 公钥密码体制  34-38
    3.3.1 公钥密码体制的基本原理  34
    3.3.2 几种公钥密码方案  34-36
    3.3.3 RSA体制的原理及安全性讨论  36-37
    3.3.4 公钥密码体制的应用  37-38
  3.4 本章小结  38-39
第4章 滚动码加密算法与传统算法的比较  39-48
  4.1 KEELOQ滚动码算法  39-45
    4.1.1 实现过程  39
    4.1.2 KEELOQ的硬件电路的实现  39-45
  4.2 KEELOQ加密算法与DES加密算法的优缺点  45-47
    4.2.1 KEELOQ算法的优缺点  45-47
    4.2.2 DES算法的优缺点  47
  4.3 本章小结  47-48
第5章 DES和KEELOQ信息安全体系混合算法的构建  48-60
  5.1 IC卡应用环境  48-49
  5.2 混合算法的构建  49-56
    5.2.1 加密过程设计  49-51
    5.2.2 解密过程的设计  51-52
    5.2.3 工作流程  52-55
    5.2.4 系统安全性分析  55-56
  5.3 算法的软件实现  56-59
  5.4 本章小结  59-60
结论与展望  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  65-66
附录B 部分VB程序  66-71

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密 > 加密与解密
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