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现代移动通信技术诞生自上世纪20年代。如今，移动通信技术发展迅速，其广泛的应用给社会生活带来了诸多便利，移动通信网络的应用深刻影响着社会的方方面面。但同时也带来许多安全隐患，空口传输的开放性使得其易被窃听，移动通信安全已经成为人们关注的热点问题。为了加强通信安全性，本文提出了一种基于电路域的加密通信方案，并在安卓上实现了加密通信应用的开发。 首先，本文提出了一种安全TF卡短信发卡方案，以短信为载体在密钥管理中心和安全TF卡之间传递身份及密钥信息，将加密通信所需要的证书及密钥安全地下发至安全TF卡，解决了大规模用户情况下离线发卡效率瓶颈问题。其次，本文还参与提出了一种基于国密算法的轻量级证书，用于在电路域加密通信中的身份认证和密钥交换。证书包含身份认证及密钥交换中所需的最少信息，在不影响安全性的前提下，最大限度地减小传输代价。最后，为进一步提高效率，本文还设计了一套针对电路域的加密通信协议，用于在通信两端之间传输上述身份认证和密钥协商消息，包括一种高效的消息传输机制及其状态机、一种明密话识别的方法。该协议的双向异步并行传输机制大大缩短了时延，减少用户等待时间。实验证明，基于上述理论设计的系统能在较小时延内完成身份认证、密钥协商和明密话识别。 基于以上轻量级证书及电路域加密通信协议，本文在安卓操作系统上设计和实现了基于专用安全TF卡进行加解密操作的加密通信应用。该应用配合已有的密钥管理系统，支持基于短信的安全TF卡发卡和语音通话加解密功能。最后本文对加密通话的时延以及声音失真影响进行了测试，并给出测试结果相关分析。