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基于GPU的高速加密解密系统设计与实现

作　者: 朱兴锋
导　师: 孙济洲
学　校: 天津大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: GPU IDEA加密算法加密系统
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

为了保证数据安全,人们在不同层面运用的各种安全措施可以在一定程度上防止某种安全威胁。但数据最终是以文件形式存储在计算机上的,而文件大多是用户可读写的,一旦网上黑客通过某种途径进入系统就可以直接读取数据文件或存储介质,从中窃取数据或者利用非法软件篡改数据文件内容。另外通过网络传输的数据可以被轻松地截取并恢复,其后果是极其严重的,因此如何提供高效的加密算法已成为一个重要的研究问题。考虑到GPU并行技术的飞速发展,在某些应用上,甚至已经大幅地超越CPU。因而本文研究将GPU并行技术与传统加密算法相结合,提出了基于GPU的高效IDEA加密解密算法并给出了算法的具体实现。通过实验表明,基于GPU的高效加密解密算法比传统的IDEA加密算法效率提高了3-5倍。为了能使设计出的算法带来现实的价值,文章提出了基于该算法的基于GPU的高速加密解密系统。通过基于GPU的高速加密解密系统,可以高效的对数据进行加密解密。最后,文章对基于GPU的高速加密解密系统进行了系统测试,包括IDEA算法安全性测试,加密速度测试,密钥强度测试以及兼容性测试等。测试结果表明,基于GPU的高速加密解密系统能够有效地运用在多个操作系统平台而且较传统的加密方法更加高效,系统具有很强的可靠性,稳定性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 选题背景及意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 论文工作及结构  10-12
第二章传统加密解密算法与GPU技术  12-21
  2.1 传统加密解密算法简介  12-18
    2.1.1 AES加密解密算法简介  12-15
    2.1.2 IDEA加密解密算法简介  15-18
  2.2 GPU技术简介  18-21
    2.2.1 GPU的发展历史  18
    2.2.2 GPU编程模型  18-21
第三章基于GPU的加密解密算法设计与实现  21-30
  3.1 基于GPU的IDEA加密解密算法分析  21
  3.2 基于GPU的IDEA加密算法设计  21-22
  3.3 基于GPU的IDEA加密算法实现  22-28
    3.3.1 IDEA算法的实现  22-27
    3.3.2 基于GPU的IDEA加密实现  27-28
  3.4 基于GPU的IDEA加密算法性能分析  28-30
    3.4.1 测试环境  28
    3.4.2 测试结果  28-30
第四章基于GPU的高速加密解密系统设计与实现  30-47
  4.1 设计目的  30-31
  4.2 基于GPU的高速加密解密系统总体结构  31-34
    4.2.1 密文拆分技术  31-32
    4.2.2 攻击检测技术  32-34
  4.3 基于GPU的高速加密解密系统实现  34-47
    4.3.1 系统运行主流程图  34
    4.3.2 用户认证模块  34-37
    4.3.3 文件加密模块  37-39
    4.3.4 文件解密模块  39-41
    4.3.5 密文拆分、传输模块  41-44
    4.3.6 文件粉碎模块  44-45
    4.3.7 文件夹伪装模块  45-47
第五章系统测试  47-52
  5.1 系统运行界面截图  47-49
  5.2 IDEA加密算法的评测  49
  5.3 加密速度测评  49
  5.4 密钥文件自动生成密钥的安全强度测试  49-50
  5.5 加解密过程中的兼容性测试  50-51
  5.6 文件在客户端—服务器之间传送时的兼容性测试  51-52
第六章总结和展望  52-54
  6.1 总结  52-53
  6.2 进一步工作展望  53-54
参考文献  54-57
发表论文  57-58
致谢  58

基于GPU的高速加密解密系统设计与实现

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