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UMTS系统数据传输加密处理的研究与实现

作　者: 何富林
导　师: 冯穗力；刘永广
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 加密算法 BSSAP加密模式命令消息 RR加密模式完成消息
分类号: TN918.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 6次
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内容摘要


在第三代移动通信系统(UMTs)中，能提供良好的保密性是重要的特性之一。UMTs通过传输加密提供保密措施。这种加密可以用于语音、用户数据和信令，与数据类型无关，只限于常规的突发脉冲之上。加密是通过一个泊松随机序列和常规突发脉冲之中114个信息比特进行异或操作而得到的。在接收端再产生相同的泊松随机序列，与所收到的加密序列进行异或操作便可得到所需要的数据了。加密模式处理子系统位于AU上层协议系统中，负责对用户在空中传送的用户数据(包括话音及数据)和信令数据进行加密，以保护话务和信令通道中的用户信息的隐私。它使用加密密钥Kc，用A5算法同时在基站和手机加密和解密。加密指无线信道上的加密，是为了防止在Au和Ms之间交换用户信息和用户参数时被非法个人或团体监听或窃取。本文首先简要介绍UMTs系统的网络架构和密码学方面的相关内容，然后详细介绍了UMTs的几种主要安全性功能(用户认证、无线路径加密和用户身份保护)的实现机制，最后就认证方案、A5算法及加密算法密钥长度等问题作了进一步的分析。在此基础上，重点研究了UMTs中加密模式处理模块的信令流程实现和保密策略优化，完成了相应的算法并保证了UMTs系统加密的有效实现。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 UMTS技术背景  10
  1.2 U MTS和加密技术的发展现状  10-15
  1.3 本文的主要工作与内容安排  15-17
第二章 UMTS系统的架构和安全结构  17-38
  2.1 UMTS网络基本结构  17-18
  2.2 UMTS网络网络协议层及单元功能描述  18-23
    2.2.1 UMTS R99 UTRNA网络单元功能描述  18-20
    2.2.2 R99 UMTS网络协议层及功能  20-21
    2.2.3 UMTS R99 基本接口及协议栈  21-23
  2.3 UMTS网络接口协议栈分析  23-24
    2.3.1 Iu接口  23
    2.3.2 Iub 接口  23-24
    2.3.3 Iur接口  24
    2.3.4 Iu-BC 接口  24
  2.4 UMTS和安全性  24-27
  2.5 UMTS R99中的安全特性  27-37
    2.5.1 UMTS接入安全  27-35
    2.5.2 与GSM的互联  35
    2.5.3 UMTS R99中特殊的安全特性  35-37
  2.6 本章小结  37-38
第三章 UMTS系统加密算法的分析和改进  38-50
  3.1 关于加密技术的密码学原理  38-39
    3.1.1 密码系统  38
    3.1.2 安全性和脆弱性  38-39
    3.1.3 公用密码的发展成果  39
  3.2 加密算法的要求和分析  39-41
    3.2.1 块密码  39
    3.2.2 流密码  39-40
    3.2.3信息认证码  40-41
  3.3 UMTS系统保密性算法分析及改进  41-48
    3.3.1 保密性算法的要求  41-42
    3.3.2 保密性算法  42-43
    3.3.3 UMTS系统保密性算法的扩展  43-44
    3.3.4 UMTS空中接口的安全性分析及改进算法  44-48
  3.4 本章小结  48-50
第四章 UMTS系统加密算法信令流程的设计及实现  50-75
  4.1 系统空口侧加密模式子系统需求分析  51-59
    4.1.1 引言  51
    4.1.2 子系统概述  51
    4.1.3 子系统需求捕获  51-52
    4.1.4 子系统需求实现  52-58
    4.1.5 子系统迭代目标  58-59
  4.2 系统空口侧加密模式子系统详细设计方案  59-65
    4.2.1 功能概述  59
    4.2.2 上下文图  59-60
    4.2.3 全局性分析  60-61
    4.2.4 子系统用例模型  61-62
    4.2.5 逻辑视图  62-64
    4.2.6 用例实现  64-65
  4.3 系统空口侧加密模式子系统代码实现  65-72
    4.3.1 CipherModeMgr 对象  65-68
    4.3.2 CiDherMode CmdHandler对象  68-70
    4.3.3 CipherModeCom CompleteHandler对象  70-71
    4.3.4 Msg Timeout Handler对象  71-72
  4.4 系统空口侧加密的讨论和改进  72-74
    4.4.1 关于加密模式设置的讨论  72-73
    4.4.2 关于加密处理实现的仿真和测试  73-74
  4.5 本章小结  74-75
第五章 结束语  75-76
参考文献  76-79
附录 缩略语  79-80
攻读硕士学位期间取得的研究成果  80-81
致谢  81-82
附件  82

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信保密与通信安全 > 密码的加密与解密
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