WAPI协议系统实现与性能优化

论文摘要

无线局域网WLAN由于其安装灵活、使用方便而被广泛应用于企业、办公室、家庭、机场、医院以及抢险救灾等特殊环境,但同时,开放的无线传输介质也给WLAN应用带来了诸多安全问题,如数据更容易被窃听、截获和篡改,无线设备更容易遭到拒绝服务、假冒等攻击。随着WAPI协议的提出,WLAN的安全性问题在一定程度上得到了缓解。但目前并没有标准方式来实现WAPI协议,这给WAPI系统的方案设计带来了一定的困难。本文在全面掌握一般安全协议实现方法的基础上,提出了WAPI协议的设计原则:必须遵从三条标准,即满足基本需求、高安全性和高性能。通过详细分析WAPI协议的鉴别过程,本文对关键环节的方案选取进行了研究,提出了WAPI系统的设计方案,并分模块对WAPI系统进行了实现。首先,设计方案在实现了WAPI协议规定需求的同时,针对实际应用特点,在协议规定的范畴内,补充了部分需求,例如增加了授权计费、用户下线方式更新组播密钥、RADIUS方式证书认证等功能。其次,本文针对WAPI协议自身的安全隐患,提出了改进方法,增强了系统的安全性。最后,在WAPI协议的实现中,使用中国第一个商用密码算法-SMS4分组加密算法进行了数据加解密工作,并针对SMS4算法的效率瓶颈,对该算法进行了优化,使得算法效率得到较大幅度的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 WLAN 发展现状
• 1.3 WAPI 发展现状
• 1.4 本文研究内容
• 2 无线局域网基本安全机制分析
• 2.1 WEP 协议
• 2.2 IEEE 802.11i 协议
• 2.3 WAPI 协议
• 2.4 各协议安全性比较
• 2.5 本章小结
• 3 WAPI 分析与设计
• 3.1 WAPI 身份鉴别工作流程
• 3.2 WAPI 安全隐患分析
• 3.3 关键环节的设计方案研究
• 3.4 WAPI 鉴别各阶段状态分析
• 3.5 WAPI 系统设计
• 3.6 本章小结
• 4 WAPI 系统实现
• 4.1 FSM 管理模块
• 4.2 证书认证模块
• 4.3 单播密钥协商模块
• 4.4 组播密钥协商模块
• 4.5 用户管理模块
• 4.6 AAA 授权计费模块
• 4.7 传输模块
• 4.8 本章小结
• 5 WAPI 系统测试及主要问题分析
• 5.1 系统测试
• 5.2 主要问题分析
• 5.3 本章小结
• 6 WAPI 系统性能优化
• 6.1 SMS4 算法介绍
• 6.2 SMS4 算法分析
• 6.3 SMS4 算法优化
• 6.4 性能分析
• 6.5 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 工作总结
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间的主要成果
• 附录2 相关项目结题证明