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基于DSP的安全無(wú)線多媒體數(shù)字終端(08-100)

—— 基于DSP的安全無(wú)線多媒體數(shù)字終端
作者:賀俊、趙虎、焦四輩 四川大學(xué) 時(shí)間:2009-02-26 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  1 系統(tǒng)概述

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/91766.htm

  本設(shè)計(jì)利用DSP開(kāi)發(fā)板的強(qiáng)大運(yùn)算能力,實(shí)現(xiàn)了多種需要進(jìn)行大量運(yùn)算的信息安全算法。實(shí)現(xiàn)了開(kāi)機(jī)用戶認(rèn)證、語(yǔ)音保密通信[1][2]、文字信息加密傳輸、信息隱藏傳輸[3]、跳頻通信[4]、信息安全存儲(chǔ)備份、定時(shí)鎖機(jī)和終端銷(xiāo)毀,七項(xiàng)安全功能。整個(gè)設(shè)計(jì)基于開(kāi)發(fā)板,系統(tǒng)的硬件部分還外加了無(wú)線射頻模塊nRF24L01[5]、8×8鍵盤(pán)和128×64藍(lán)屏液晶。芯片ZLG7289B[6]用于鍵盤(pán)掃描管理,液晶的驅(qū)動(dòng)采用MEGA16[7]單片機(jī),整個(gè)系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的保密語(yǔ)音通信,還具有良好的人機(jī)交互功能。

  系統(tǒng)利用上電到輸入密碼時(shí)間的不確定性,隨機(jī)生成用戶私鑰,通過(guò)Diffie-Hellman[8]密鑰交換體制(ECC實(shí)現(xiàn))生成會(huì)話密鑰。為了提高保密通信的安全性和靈活性,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了可供選擇4種加密算法AES[9]、RC5[10]、IDEA[11]、KASUMI[12]和可配置參數(shù)的LSB[13]信息隱藏算法。我們自主開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了USB驅(qū)動(dòng)[14],使得開(kāi)發(fā)板能夠和PC機(jī)直接通信,這也為信息存儲(chǔ)備份提供了便捷。除此之外,系統(tǒng)能夠設(shè)定自動(dòng)鎖機(jī)的時(shí)間。

  整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)傳輸模型如圖1-1所示。

 

  圖1-1 系統(tǒng)傳輸模型

  2 方案設(shè)計(jì)與比較

  2.1 系統(tǒng)安全方案

  方案一:預(yù)置密鑰,定期更換密鑰,用對(duì)稱(chēng)密碼體制進(jìn)行數(shù)據(jù)加密。PC機(jī)通過(guò)USB向終端預(yù)置密鑰,通信時(shí)采用預(yù)置的密鑰進(jìn)行對(duì)稱(chēng)加密。統(tǒng)的安全性在一定程度上依賴(lài)于密鑰的更新周期,而在實(shí)際應(yīng)用中,縮短密鑰的更新周期比較麻煩。

  方案二:密鑰交換基于公鑰密碼體制,數(shù)據(jù)加密基于對(duì)稱(chēng)密碼體制。PC機(jī)通過(guò)USB向終端寫(xiě)入公鑰算法的參數(shù)。開(kāi)機(jī)后,A、B隨機(jī)生成自己的私鑰,計(jì)算得到自己的公鑰,并向?qū)Ψ焦_(kāi)自己的公鑰。A使用自己的私鑰和B的公鑰生成會(huì)話密鑰,B通過(guò)自己的私鑰和A 的公鑰生成會(huì)話密鑰,且會(huì)話密鑰相同。通信結(jié)束后清除該次生成的私鑰、公鑰和會(huì)話密鑰,下次開(kāi)機(jī)則重復(fù)上述會(huì)話密鑰的生成過(guò)程。

  方案二的實(shí)現(xiàn)較方案一更為復(fù)雜。但考慮到方案二的安全性更高,且方案二在保證會(huì)話密鑰安全性的前提下,有效的縮短了會(huì)話密鑰的生存期,提高通信的安全性。另外,還可以通過(guò)PC機(jī)定期更新公鑰參數(shù)。再加上方案二更適合于無(wú)線移動(dòng)通信,符合我們的設(shè)計(jì)背景,因此我們采用方案二。


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