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基于智能IC卡的加密机研究与应用

作　者: 樊勇
导　师: 杜文才
学　校: 海南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 加密机流加密伪随机序列智能IC卡高清视频流安全
分类号: TP309
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着互联网技术的快速发展,数据呈现爆炸式的增长,与此同时日益严重的数据安全问题也越来越引起人们的注意。传统加密算法如DES、RSA等,虽然其安全性高,但加密效率低,面对数据量大、实时性要求高的需求挑战,传统加密算法已显得力不从心。现代加密系统主要面对两大难题,第一是加密数据量大,一般加密系统无法满足数据的实时处理,特别是在互联网上传输的数据,如高清视频流,其数据量大实时性要求高,一般加密系统根本无法满足其要求；第二是加密系统安全性不高,很多加密系统采用纯软件方式实现,易于破解,安全性无法得到保证。本文以现代加密系统遇到的两大难题为切入点,采用流加密方式,通过设计一种高速的伪随机序列产生算法保证整个加密系统的高效率：通过将加密算法同智能IC卡技术相结合,利用智能IC卡高安全的特性,以软、硬结合的方式保证整个系统的安全性。本文设计的高速伪随机序列产生算法以纯硬件方式实现可在一个计算机时钟内完成一次序列的产生,得到最高产生速度；同时该算法产生的伪随机序列通过了NIST和Diehard国际标准随机性检测集的测试,证明所产生的序列是可用于密码环境下的。通过将智能IC卡芯片与USB接口焊接,将伪随机序列产生算法内置于智能IC卡内,整个形成了一个微型加密机,非常便于与计算机进行连接。本文最后将设计实现好的基于智能IC卡的加密机应用于高清视频处理系统中,通过实际的应用系统测试,结果证明基于智能IC卡的加密机完全能满足对实时性要求高的大数据量的处理。最后设计实现的高清视频处理系统能够在整个完全加密的环境下处理高清视频流的录制、播放及安全传输。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-11
  1.1 研究的背景  8
  1.2 研究的主要内容及意义  8-9
  1.3 本文主要工作  9-11
第二章相关技术背景  11-22
  2.1 流加密算法  11-14
    2.1.1 密码学基础  11-13
    2.1.2 流密码算法概述  13
    2.1.3 常用流密码算法研究分析  13-14
  2.2 智能IC卡技术  14-18
    2.2.1 智能IC卡的基本概念  14-15
    2.2.2 智能IC卡的分类与应用  15-17
    2.2.3 智能IC卡的安全性  17-18
  2.3 随机系列产生算法  18-21
    2.3.1 随机性的定义  18-19
    2.3.2 伪随机序列衡量指标  19
    2.3.3 常用伪随机序列发生器研究与分析  19-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章基于随机数据矩阵产生密钥序列  22-31
  3.1 随机密钥序列产生原理  22-23
  3.2 随机密钥序列产生算法  23-24
  3.3 取数地址产生方法  24-25
  3.4 随机密钥序列性能测试与分析  25-30
    3.4.1 NIST国际标准测试集介绍  25-27
    3.4.2 Diehard国际标准测试集介绍  27-29
    3.4.5 随机序列性能测试结果与分析  29-30
  3.5 本章小结  30-31
第四章基于智能IC卡的加密机设计与实现  31-36
  4.1 总体结构设计  31
  4.2 基于智能IC产生密钥序列  31-33
  4.3 接口的设计与实现  33-34
  4.4 性能测试与分析  34-35
  4.5 安全性分析  35
  4.6 本章小结  35-36
第五章基于智能IC卡加密机的应用  36-46
  5.1 高清视频处理系统总体设计  36-38
  5.2 高清视频处理系统实现  38-42
    5.2.1 Filter Graph模型  38-39
    5.2.2 具体实现过程  39-42
  5.3 高清视频处理系统运行展示  42-45
  5.4 本章小结  45-46
第六章结束语  46-48
  6.1 工作总结  46
  6.2 工作展望  46-48
参考文献  48-51
硕士期间所做的工作  51-52
  发表的学术论文  51
  参与的科研项目  51-52
致谢  52

基于智能IC卡的加密机研究与应用

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