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随着3G通信时代日益临近,大量语音、文字、图像等数据信息在网络中传播,这些数据的安全性也日益显得举足轻重。人们在通信、网络安全方面做了大量的研究工作。而认证技术就是网络安全的一个重要组成部分,起着很重要的作用。目前3G安全认证体系采用的是单钥密码体制,也称为对称密码体制。但是随着网络规模的扩大,单钥密码的管理成为一个难点,而且单钥密码体制无法解决消息确认的缺陷,所以人们更看重公钥密码体制在通信、网络中的应用。但是由于无线通信网络在硬件方面的限制,如带宽不够宽,移动通信设备的存储能力弱、计算能力不如有线网络等,从而妨碍了公钥密码体制在无线网络中的应用。因此,研究适合无线网络,尤其是适合3G通信网络的公钥密码体制,就显得尤为重要。
混沌是非线性科学的一个重要分支,随着近代计算机技术的飞速发展,混沌学已经成为学术研究热门之一。由于混沌映射具有初值敏感性、类随机性、不可预测性等优点,所以混沌映射在保密通信、数字水印、加密认证等领域有着广泛的应用。它为传统的加密理论开辟了新的研究领域。
本学位论文重点研究了3G安全认证方案的设计和实现。首先,论文概述了混沌加密和3G安全认证的研究背景,简单介绍了混沌的理论背景及其定义,以及混沌在密码学方面的优势,概述了通信安全的历史,叙述了3G网络目前的状况和将来的发展方向。
然后,论文详细探讨了加密体制的类型,指出对称加密和公钥加密的实现算法流程,及其各自的优点和缺点,并研究了对称加密中的3G的KASUMI算法和公钥加密中的RSA算法的实现流程。接着,论文探讨了3G安全认证方案的安全目标、攻击类型,并对3G安全认证的体系结构和机制进行研究。
最后,论文采用了Logistic映射和RSA算法相结合的方法,设计了一种3G通信中的认证系统。该系统使得原3G系统的系统风险降低,方便系统管理密钥,并且同样可以在特定的场合下对客户通信合法监听,提高了原3G安全认证系统的安全性。