北斗報文數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)作為我國自主研制的世界上第三個成熟的導(dǎo)航系統(tǒng)，其應(yīng)用也越來越廣泛。隨著北斗導(dǎo)航衛(wèi)星應(yīng)用的增加，其安全性也受到了越來越多的關(guān)注，在一些北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用中，需要對北斗報文數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以便在傳輸過程中不被未授權(quán)的第三方截獲。加密體制分為對稱加密和非對稱加密。對稱加密主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)的加密上，這樣可以保證數(shù)據(jù)的安全性。非對稱加密主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)的簽名上，這樣可以保證消息來源的不可否認(rèn)性。本文研究了北斗報文數(shù)據(jù)特點(diǎn)，并采用分組密碼算

2、法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，采用RSA算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名，所設(shè)計(jì)的北斗報文數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)能夠有效保證傳輸數(shù)據(jù)的安全性。
　　在北斗報文數(shù)據(jù)的加密設(shè)計(jì)中，本文首先采用改進(jìn)密鑰擴(kuò)展算法后的AES加密方法對北斗報文數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。加密過程是先對北斗報文數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，每組128-bit；再對每組北斗數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。在加密的過程中，為了增強(qiáng)抗攻擊強(qiáng)度，本文改進(jìn)了密鑰擴(kuò)展算法，使子密鑰的生成不僅僅依靠前一輪子密鑰的作用，而是依靠前兩輪子密鑰的共同作用。子密鑰

3、生成后，對輸入的每組北斗導(dǎo)航數(shù)據(jù)先進(jìn)行一次輪密鑰加操作，再進(jìn)行九個輪次的字節(jié)代換、行移位、列混淆、輪密鑰加操作，以及第十輪的字節(jié)代換、行移位、輪密鑰加操作，最終得到加密后的北斗導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)。本文采用已有的攻擊方法進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，加密后的數(shù)據(jù)可以抵抗這些攻擊。
　　本文同時也選擇了適用于資源受限環(huán)境下的輕量級加密算法 RECTANGLE對北斗報文數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以便加密系統(tǒng)在便攜式的輕量級平臺上應(yīng)用。加密過程是先對數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，

4、每組64-bit，再對每組數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。加密過程一共25輪，每輪包含 AddRoundkey、SubColumn和 ShiftRow操作。經(jīng)過25輪輪函數(shù)后再經(jīng)過一次Addroundkey操作就完成了加密過程。對于加密后的數(shù)據(jù)，本文采用差分攻擊和相關(guān)密鑰差分攻擊方法進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，加密后的數(shù)據(jù)可以抵抗這些攻擊。
　　在北斗報文數(shù)據(jù)的簽名設(shè)計(jì)中，本文采用非對稱加密算法RSA對數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名，以保證消息來源的準(zhǔn)確性和不可否認(rèn)性。<