DANH MỤC TÀI LIỆU
Giới thiệu chung về bảo mật vô tuyến- Kiến trúc bảo mật mạng GSM và Kiến trúc bảo mật mạng GSM
H C VI N CÔNG NGH B U CHÍNH VI N THÔNG Ệ Ư
Đ ÁN
T T NGHI P Đ I H C Ạ Ọ
Đ tài:
BI N PHÁP THO ĐÁNG B O M T Ả Ậ
TUY N V I FPGA ASICẾ Ớ
Sinh viên th c hi n:ự ệ Nguy n Văn Qu ngễ ả
L p:D2001VT
Ng i h ng d n:ườ ướ Ph m Kh c Ch ắ ư
Hà N i 10/2005
I
M C L CỤ Ụ
THU T NG VI T T T ...........................................................................................................V
L I NÓI Đ U ....................................................................................................................................X
CH NG 1ƯƠ ...........................................................................................................................................1
GI I THI U CHUNG V B O M T TUY N ...................................................1
1.1 Các v n đ k thu t g p ph i trong truy n thông an toàn ề ỹ .............................1
1.1.1 Nh n th c ..............................................................................................................1
1.1.2 Tính tin c y...........................................................................................................3
1.1.3 Tính toàn v n........................................................................................................4
1.1.4 Tính kh d ngả ụ ......................................................................................................6
1.2 Các thu t toán mã hoá.....................................................................................................7
1.2.1 Mã hoá đ i x ng .................................................................................................8
1.2.2 Mã hoá b t đ i x ng ..........................................................................................9
1.2.3 Hàm băm..............................................................................................................10
1.2.4 Mã nh n th c b n tin ự ả ......................................................................................11
1.2.5 Ch ký đi n t ệ ử..................................................................................................11
1.2.6 So sánh gi a mã hoá khoá công khai và khoá bí m t ...............................12
1.2.7 T ng lai c a DES và AESươ ủ ............................................................................12
1.3 Qu n lý khoá m t mã ...................................................................................................13
1.3.1 T o khoá..............................................................................................................14
1.3.2 L u tr khoáư ữ ......................................................................................................17
1.3.3 Phân ph i khoá..................................................................................................17
1.3.4 Thay đ i khóa.....................................................................................................20
1.3.5 H y khóa.............................................................................................................24
1.4 Đánh giá các thi t b mã hóaế ị .....................................................................................24
Ch ng IIươ ............................................................................................................................................27
KI N TRÚC B O M T M NG GSM Ậ Ạ .............................................................................27
2.1 Ki n trúc c b n c a h th ng GSMế ơ ả ...................................................................27
2.1.1 Các thành ph n h th ng ................................................................................28
2.1.2 Các phân h c a m ng GSMệ ủ .........................................................................31
2.1.3 Giao di n vô tuy n Um ế ...................................................................................32
2.2 Đ c đi m b o m t c a m ng GSM ậ ủ ......................................................................33
2.2.1 AuC.......................................................................................................................34
2.2.2 HLR......................................................................................................................35
2.2.3 VLR......................................................................................................................35
2.2.4 Th SIM..............................................................................................................35
2.2.5 IMSI và TMSI....................................................................................................36
2.2.6 Chu n mã hoá GSM.........................................................................................37
2.2.7 Đa truy nh p phân chia theo th i gian .........................................................40
II
2.2.8Nh y t n...............................................................................................ả ầ 41
2.3
Các ch đ b o m t theo yêu c u ng i dùngế ộ ả ư
GSM ...............................
42
2.3.1
Quá trình mã hoá theo yêu c u ng iầ ườ
dùng ...........................................
44
2.3.2
H th ng khoá m tệ ố
mã.......................................................................... 48
2.3.3
Các thu t toán và tham s m t ố ậ
hoá ..................................................
48
2.3.4
Ki n trúc b oế ả
m t .................................................................................
49
2.3.5
Các thành ph n ph n c ng b o ầ ứ
m t.......................................................
50
2.3.6
T ng quan h th ng b o m t GSM và các thi t b thuê bao c ệ ố ế ị
đ nh ......
51
2.4 Qu n lý khoá m t mã...............................................................................ả ậ
52
2.4.1
N p và phân ph i khoá mã ...................................................................ạ ố
52
2.4.3
Th nh và b đ c ộ ọ
th ..........................................................................
52
2.4.4
Ch ký đi nữ ệ
t ......................................................................................53
2.5H th ng vô tuy n gói chung ..................................................................ệ ố ế
53
2.5.1
Nguyên lý ho t đ ng c aạ ộ
GPRS............................................................
54
CH NG III..................................................................................................ƯƠ
56
KI N TRÚC B O M T M NG W-CDMA ................................................ Ậ Ạ
56
3.1 IMT-2000 ...............................................................................................
56
3.2 Ki n trúc UMTS ......................................................................................ế
59
3.3
Ki n trúc b o m tế ả ậ
UMTS ........................................................................
63
3.3.1
B o m t m ng truy ậ ạ
nh p.......................................................................65
3.3.2
Th a thu n khóa và nh n th c UMTS (UMTS ậ ự
AKA) ..........................
66
3.3.3
Thu t toán đ m b o tính tin c y và toàn v n c a b n ẹ ủ ả
tin .......................
68
3.3.4
Thu t toán mã hóa kh i KASUMI ........................................................ậ ố
72
3.4K t ch ng ..............................................................................................ế ươ
74
Ch ng IV ......................................................................................................ươ
75
NG D NG FPGA TRONG B O M T TUY N ................................ Ả Ậ
75
4.1
T i u hóa các tham s hố ư
th ng.............................................................
75
4.2
So sánh h th ng b o m t vô tuy n d a trên ph n c ng và ph nệ ố ế
m m ..
76
4.3
Ph n c ng có kh năng c uầ ứ
hình .............................................................
77
4.4Thi t k thu t toán KASUMI trên FPGA................................................ế ế
81
4.4.1Nh n xét chung ....................................................................................82
4.4.2 Hàm FO ............................................................................................... 84
4.4.3 Hàm FI ................................................................................................. 86
4.4.3
Đ ng x lý d li u trong logicườ ữ ệ
vòng ...................................................
88
4.4.5
L p th i gian bi u cho khoáậ ờ
mã ............................................................
89
4.5K t ch ng ..............................................................................................ế ươ
91
K T LU N .....................................................................................................Ế Ậ
92
TÀI LI U THAM KH O..............................................................................Ệ Ả
93
III
IV
DANH M C HÌNH VỤ Ẽ
Hình 1.1: Nh n th c b n tin b ng cách s d ng chung khoá mã ử ụ ..............................................2
Hình 1.2: S c n thi t ph i nh n th c th i gian ế ả ậ ự ............................................................................3
Hình 1.3: Đ m b o tin c y b ng mã hoá đ i x ng ........................................................................4
Hình 1.4: S d ng khoá bí m t c a ng i g i đ t o m t b n tin có ch ườ ể ạ ......................5
Hình 1.5: Ph ng th c đi u khi n truy nh p yêu c u/đáp ngươ .................................................7
Hình 1.6: Nguyên lý c a h th ng mã hoá đ i x ng .....................................................................8
Hình 1.7: Kênh nguyên lý trong h th ng mã hoá đ i x ng ........................................................9
Hình 1.8: Nguyên lý c b n c a mã hoá khoá công khai và thu t toán RSAơ ả ........................10
Hình 1.9: Ki m tra ch ký đi n t ệ ử...................................................................................................12
Hình 1.10: Chu kỳ s ng c a khóa mãố ủ ...............................................................................................14
Hình 1.11: Đ c đi m chính c a khoá đ i x ng 128 bit ố ứ ...............................................................15
Hình 1.12: C u trúc c b n c a th thông minh ơ ả ...........................................................................19
Hình 1.13: Đ ng t i xu ng s d ng khóa b o v KTKườ ử ụ ...........................................................20
Hình 1.14: H th ng qu n lý ki u ba khoáệ ố .....................................................................................22
Hình 2.1: C u trúc ô ph sóng trong h th ng GSM ệ ố ...................................................................28
Hình 2.2: K t n i gi a các thành ph n trong h th ng GSMế ố ệ ố ...................................................29
Hình 2.3: Các phân h m ng GSMệ ạ ...................................................................................................31
Hình 2.4: V trí c a các ph n t b o m t GSM ử ả ...........................................................................34
Hình 2.5 : ng d ng c a TMSI ụ ủ ..........................................................................................................36
Hình 2.6: Quá trình mã hoá c b nơ ...................................................................................................38
Hình 2.7: Quá trình mã hoá theo thu t toán A5..............................................................................39
Hình 2.8: Ph m vi ho t đ ng c a chu n mã hoá GSM ạ ộ ..............................................................40
Hình 2.9: C u trúc khung TDMA trong h th ng GSM ệ ố ..............................................................41
Hình 2.10: Nh y t n ch m trong h th ng GSMả ầ ệ ố ..........................................................................42
Hình 2.11: Yêu c u ho t đ ng c a h th ng b o m t GSM ạ ộ ệ ố .....................................................42
Hình 2.12: S đ kh i c b n c a máy di đ ng GSMơ ồ ơ ả ................................................................46
Hình 2.13: S đ kh i c a máy di đ ng b o m t theo yêu c uơ ................................................47
Hình 2.14: Kh i b o m t trong ki n trúc GSM chu n ế ................................................................50
Hình 2.15: T ng quan v m t h th ng b o m t .........................................................................51
Hình 2.16: Các thành ph n t o nên ch ký đi n tầ ạ ệ ử......................................................................53
Hình 2.17: Ki n trúc c b n c a h th ng GPRSế ơ ả .........................................................................54
Hình 3.1: Quy đ nh ph t n di đ ng 3G và di đ ng v tinh (MSS) t i m t s n c ướ ........58
V
thông tin tài liệu
Chương này tập trung vào vấn đề thiết kế một hệ thống bảo mật trong toàn bộ ứng dụng chung. Ngoài phân tích mối quan hệ giữa các tham số trong khi thiết kế một hệ thống bảo mật. chương này còn giới thiệu công nghệ FPGA, công nghệ phổ biến nhất đang sử dụng để thực hiện các thuật toán mã hóa. Phần cuối chương trình bày thiết kế chi tiết thuật toán KASUMI để có thể cài đặt trên FPGA. Do hạn chế về thời gian cũng như khả năng nghiên cứu, đồ án này không tránh khỏi thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô, các bạn sinh viên để nội dung của đề tài này được hoàn thiện hơn nữa.
Mở rộng để xem thêm
tài liệu giúp tôi
Nếu bạn không tìm thấy tài liệu mình cần có thể gửi yêu cầu ở đây để chúng tôi tìm giúp bạn!
xem nhiều trong tuần
yêu cầu tài liệu
Giúp bạn tìm tài liệu chưa có

LÝ THUYẾT TOÁN


×