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基于移动通信网的端到端加密终端研究与实现

作　者: 刘衍斐
导　师: 罗群
学　校: 北京邮电大学
专　业: 密码学
关键词: 移动通信网 端到端加密 加密终端 认证 语音加密
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 263次
引　用: 5次
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内容摘要


移动网中通信信号的传输经过移动终端、空中、基站、中继线路和交换设备等多个环节,面临众多的安全威胁。而目前移动通信网中所采用的安全措施并不能保证通信的安全性,无法满足公安、政府等一些对安全性要求较高的部门的要求,因此移动通信的使用受到很大限制。端到端加密可以有效地解决移动通信中存在的安全性问题:通过端到端加密,用户之间的信息在传输的全过程中以密文形式存在,可以有效防止非法窃听等多种攻击。此外端到端加密不需要对移动网络的基础设备进行修改,可行性高。目前在国外已经有部分基于移动通信网的端到端加密系统,但仍存在语音质量较差、需要特殊加密终端等问题,在安全性方面也存在许多隐患。这些问题涉及到认证、语音编解码、数据加解密和数据传输等多个方面的技术,并集中体现在作为端到端加密承载者的加密终端上。因此,需要对移动加密终端进行全面而系统的研究。本文对移动通信系统中的端到端加密终端进行了深入的研究,包括总结分析加密终端自身安全性,完善加密数据传输模型,提出新型身份认证协议,研究设计端到端加密机制,设计实现加密终端等。主要内容和成果包括如下几个方面:1、移动加密终端自身安全的分析与研究:分层次、系统地分析了加密终端自身的安全问题,研究并讨论了相关的安全技术。2、加密数据传输模型的研究与完善:分析目前移动通信网各种可能的加密数据通信方式,设计并完善加密通信传输模型。3、加密终端身份鉴别机制的研究:在对当前身份鉴别机制进行全面分析研究的基础上,结合加密移动终端的特性,提出了新型高效安全的双向身份鉴别协议,并对协议的有效性、功能性、安全性等多个方面进行了分析证明。4、加密终端中加密机制的研究与设计:充分考虑移动加密终端的特性,在研究当前的加密算法与密钥管理技术的基础上,提出加密终端适合采用的加密算法、工作模式和密钥管理体制。5、加密终端的设计与实现:根据对加密终端的研究,设计实现了移动加密终端,并对相关特性进行了测试和评估。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-19
  1.1.移动通信网安全概述  10-12
    1.1.1.移动通信网的安全威胁  10-11
    1.1.2.移动通信网的安全现状  11-12
  1.2.移动端到端加密及加密终端技术  12-13
  1.3.端到端加密终端现状  13-15
  1.4.加密终端的安全威胁与安全需求  15-16
  1.5.本文的主要工作  16-17
  参考文献  17-19
第二章 加密终端系统及其自身安全性研究  19-35
  2.1.引言  19
  2.2.加密终端硬件系统  19-23
    2.2.1.通用硬件模块  19-21
    2.2.2.加密硬件模块  21-23
    2.2.3.硬件系统安全方案  23
  2.3.移动终端操作系统  23-25
    2.3.1.移动终端操作系统介绍  24-25
    2.3.2.移动终端操作系统的安全威胁与对策  25
  2.4.安全服务软件及其安全  25-26
  2.5.加密数据通信机制的研究  26-32
    2.5.1.基于语音通道的传输模型  27-29
    2.5.2.基于电路交换数据信道的传输模型  29-30
    2.5.3.基于分组交换信道的传输模型  30-32
  参考文献  32-35
第三章 加密终端认证机制的研究与设计  35-51
  3.1.引言  35
  3.2.密码学基础  35-38
    3.2.1.单向散列函数  35-36
    3.2.2.认证的基本概念  36-37
    3.2.3.安全协议分析技术  37-38
  3.3.基于智能卡的身份认证协议现状  38-40
    3.3.1.静态ID认证协议  38-39
    3.3.2.动态ID认证协议  39-40
  3.4.新型的基于智能卡的身份认证协议  40-49
    3.4.1.强匿名认证协议  41-44
    3.4.2.新型动态ID认证协议  44-49
  参考文献  49-51
第四章 加密终端中端剑端加密原理的研究  51-64
  4.1.引言  51
  4.2.密码学基础  51-53
    4.2.1.分组密码  51-52
    4.2.2.序列密码  52-53
  4.3.密钥管理体系  53-58
    4.3.1.密钥协商体制  53-54
    4.3.2.密钥分发体制  54-58
  4.4.控制类消息加密原理  58-60
    4.4.1.密码算法选择  58-59
    4.4.2.工作模式选择  59-60
  4.5.语音数据加密原理  60-62
    4.5.1.加密算法与工作流程  60-61
    4.5.2.密钥流的产生  61-62
    4.5.3.同步机制  62
  参考文献  62-64
第五章 加密终端的设计与实现  64-78
  5.1.引言  64
  5.2.加密终端总体设计方案  64-69
    5.2.1.加密终端需求分析  64-65
    5.2.2.加密终端总体技术方案  65-67
    5.2.3.加密终端系统设计  67-69
  5.3.加密终端主要模块  69-73
    5.3.1.安全管理模块  69-70
    5.3.2.通信模块  70-71
    5.3.3.双工语音模块  71
    5.3.4.用户界面模块  71-73
  5.4.加密终端系统的测试与评估  73-77
    5.4.1.功能性测试  73-74
    5.4.2.性能评测  74-76
    5.4.3.安全性评估  76-77
  参考文献  77-78
第六章 总结  78-79
致谢  79-80
攻读学位期间发表的学术论文目录  80

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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
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