Đồ Án Kiến trúc bảo mật mạng GSM

Đề tài: Kiến trúc bảo mật mạng GSM


MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT IV
LỜI NÓI ĐẦU IX
CHƯƠNG 1. 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BẢO MẬT VÔ TUYẾN 1
1.1 Các vấn đề kỹ thuật gặp phải trong truyền thông an toàn. 1
1.1.1 Nhận thực. 1
1.1.2 Tính tin cậy. 3
1.1.3 Tính toàn vẹn. 4
1.1.4 Tính khả dụng. 6
1.2 Các thuật toán mã hoá. 7
1.2.1 Mã hoá đối xứng. 8
1.2.2 Mã hoá bất đối xứng. 9
1.2.3 Hàm băm 10
1.2.4 Mã nhận thực bản tin. 11
1.2.5 Chữ ký điện tử. 11
1.2.6 So sánh giữa mã hoá khoá công khai và khoá bí mật 12
1.2.7 Tương lai của DES và AES. 12
1.3 Quản lý khoá mật mã. 13
1.3.1 Tạo khoá. 14
1.3.2 Lưu trữ khoá. 17
1.3.3 Phân phối khoá. 17
1.3.4 Thay đổi khóa. 20
1.3.5 Hủy khóa. 24
1.4 Đánh giá các thiết bị mã hóa. 24
Chương II 27
KIẾN TRÚC BẢO MẬT MẠNG GSM . 27
2.1 Kiến trúc cơ bản của hệ thống GSM 27
2.1.1 Các thành phần hệ thống. 28
2.1.2 Các phân hệ của mạng GSM . 31
2.1.3 Giao diện vô tuyến Um 32
2.2 Đặc điểm bảo mật của mạng GSM 33
2.2.1 AuC 34
2.2.2 HLR 35
2.2.3 VLR 35
2.2.4 Thẻ SIM . 35
2.2.5 IMSI và TMSI. 36
2.2.6 Chuẩn mã hoá GSM . 37
2.2.7 Đa truy nhập phân chia theo thời gian. 40
2.2.8 Nhảy tần. 41
2.3 Các chế độ bảo mật theo yêu cầu người dùng GSM 42
2.3.1 Quá trình mã hoá theo yêu cầu người dùng. 44
2.3.2 Hệ thống khoá mật mã. 48
2.3.3 Các thuật toán và tham số mật mã hoá. 48
2.3.4 Kiến trúc bảo mật 49
2.3.5 Các thành phần phần cứng bảo mật 50
2.3.6 Tổng quan hệ thống bảo mật GSM và các thiết bị thuê bao cố định. 51
2.4 Quản lý khoá mật mã. 52
2.4.1 Nạp và phân phối khoá mã. 52
2.4.3 Thẻ nhớ và bộ đọc thẻ. 52
2.4.4 Chữ ký điện tử. 53
2.5 Hệ thống vô tuyến gói chung. 53
2.5.1 Nguyên lý hoạt động của GPRS. 54
CHƯƠNG III 56
KIẾN TRÚC BẢO MẬT MẠNG W-CDMA 56
3.1 IMT-2000. 56
3.2 Kiến trúc UMTS. 59
3.3 Kiến trúc bảo mật UMTS. 63
3.3.1 Bảo mật mạng truy nhập. 65
3.3.2 Thỏa thuận khóa và nhận thực UMTS (UMTS AKA) 66
3.3.3 Thuật toán đảm bảo tính tin cậy và toàn vẹn của bản tin. 68
3.3.4 Thuật toán mã hóa khối KASUMI. 72
3.4 Kết chương. 74
Chương IV 75
ỨNG DỤNG FPGA TRONG BẢO MẬT VÔ TUYẾN 75
4.1 Tối ưu hóa các tham số hệ thống. 75
4.2 So sánh hệ thống bảo mật vô tuyến dựa trên phần cứng và phần mềm 76
4.3 Phần cứng có khả năng cấu hình. 77
4.4 Thiết kế thuật toán KASUMI trên FPGA 81
4.4.1 Nhận xét chung. 82
4.4.2 Hàm FO 84
4.4.3 Hàm FI. 86
4.4.3 Đường xử lý dữ liệu trong logic vòng. 88
4.4.5 Lập thời gian biểu cho khoá mã. 89
4.5 Kết chương. 91
KẾT LUẬN 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 93