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3G安全算法的研究与设计

王丹  
【摘要】:第三代移动通信系统是一个在全球范围内覆盖与使用的网络系统,信息的传输既经过全开放的无线链路,也经过开放的全球有线网络。同时,在第三代移动通信系统中,除了传统的语音业务外,它还提供了多媒体业务、数据业务、以及电子商务、电子贸易、互联网服务等多种信息服务。因此,保证3G业务信息的安全性和网络资源使用的安全性已经成为3G系统迫切需要解决的问题。 本文通过对3G系统安全体系结构的分析,针对3G系统面临的安全威胁,从理论和实际开发两个方面进行研究,设计了基于高级加密算法思想的内核算法,为3G系统实现数据的保密性和完整性提供了服务;通过对3GPP定义的各种安全措施及安全算法的研究,给出了3G系统中认证与密钥协商机制的设计方案,完善了系统的安全服务机制;针对设计的内核算法和3GPP的规范要求,设计了适用于内核算法的数据保密性算法f8和数据完整性算法f9框架,实现了3G系统安全性服务。 本文通过安全性和随机性两个方面进行分析。在安全性方面,本文研究了现有的主要攻击方式,对内核算法的抗强力攻击能力、抗差分攻击能力和抗线性攻击能力进行了分析,满足3GPP对内核算法的线性安全性和差分安全性的要求;在随机性测试方面,通过频率测试、序列测试、扑克测试、游程测试和自相关测试等方法,对内核算法进行了随机性测试,满足3GPP对内核算法随机性的要求。


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