手机安全终端的设计与实现

论文摘要

本文试图通过智能卡技术、PKI技术以及无线通信技术(GSM,CDMA等)的综合应用,为手机类移动通信终端的广大用户提供一种实用的可靠的低成本安全解决方案,以满足人们日益增长的信息安全应用的需求。手机安全终端是附加于手机之上的提供安全功能的终端设备,以下称安全终端。安全终端是整个解决方案中不可或缺的一个重要组成部分。在安全终端中使用了专门为安全应用而开发的硬件处理器——安全智能卡。安全智能卡中内置硬件安全算法协处理器,可以安全高效处理加密、解密、签名和认证等功能。另外在安全智能卡中嵌入了面向安全应用的智能卡操作系统(COS)。安全智能卡在硬件上有着优越的处理速度和可靠性,卡操作系统有着友好的用户界面和极佳的安全机制。安全智能卡和COS的结合为我们提供了一个完备的安全机制和可靠的安全功能。将安全终端和手机连接起来,就可以为手机提供了可靠的附加的安全功能。从而为移动通信安全应用的推广和使用提供了充分的技术保障和有益的初步探索。本文主要进行了以下几个方面的工作:1.介绍了安全终端课题的研究背景、现状和发展。2.对PKI技术和智能卡技术分别作了详细介绍,并对其中所涉及到的与安全相关的部分做了论述。对他们的技术特点进行了研究。3.对安全终端的硬件进行了需求分析、电路设计。论述了安全终端的内部结构和技术特点。4.对安全终端的软件进行了需求分析、详细设计和实现。根据已经完成的设计方案,完成了项目的平台搭建工作,并投入了试运行,试验结果证明了以上设计方案的正确性和可靠性。5.对安全终端的不足进行了分析,并对未来的发展和改进提出了期望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 系统结构
• 1.3 论文结构及主要工作
• 1.3.1 论文结构
• 1.3.2 主要工作
• 第二章PKI技术
• 2.1 PKI的基本概念
• 2.2 PKI的组成结构
• 2.3 PKI的相关标准
• 2.4 PKI的相关算法
• 2.4.1 公钥密码体制算法
• 2.4.2 对称密钥算法
• 2.5 小结
• 第三章 智能卡技术
• 3.1 什么是智能卡
• 3.2 智能卡的分类
• 3.3 智能卡的安全问题
• 3.3.1 影响智能卡安全的若干基本问题
• 3.3.2 安全措施
• 3.3.3 密钥与认证
• 3.4 智能卡国际标准
• 3.5 ISO/IEC 7816-3,接触式集成电路卡的电信号和传输协议
• 3.5.1 操作条件
• 3.5.2 IC卡的操作过程
• 3.5.3 卡的复位
• 3.5.4 异步传输的复位应答（answer to reset）
• 3.5.5 协议和参数选择（protocol and parameters selection）
• 3.5.6 异步半双工字符传输协议（T=0）
• 3.6 智能卡的诞生与发展
• 3.7 小结
• 第四章 安全终端硬件设计与实现
• 4.1 安全智能卡的选择
• 4.2 TimeCOS体系结构
• 4.2.1 卡片逻辑内部结构
• 4.2.2 TimeCOS功能模块划分
• 4.2.3 TimeCOS/PK命令集
• 4.2.4 硬件技术性能参数
• 4.2.5 TimeCOS技术性能参数
• 4.2.6 TimeCOS/PK可定制功能
• 4.2.7 TimeCOS/PK复位应答
• 4.3 硬件设计与实现
• 4.3.1 需求分析
• 4.3.2 模块组成
• 4.3.3 通信接口
• 4.3.4 热拔插功能实现
• 4.3.5 电路设计
• 4.4 小结
• 第五章 安全终端软件设计与实现
• 5.1 安全终端软件需求分析
• 5.2 安全终端软件设计
• 5.2.1 手机端模块设计
• 5.2.2 安全终端模块设计
• 5.2.3 目录结构设计
• 5.2.4 用户和权限设计
• 5.2.5 数据类型设计
• 5.3 安全终端软件实现
• 5.3.1 服务请求与服务响应
• 5.3.2 通信协议及数据流程
• 5.3.3 服务列表
• 5.3.4 错误处理
• 5.3.5 安全功能服务接口
• 5.3.6 开发环境
• 5.3.7 程序文件列表
• 5.3.8 部分代码
• 5.4 小结
• 第六章 结束语
• 第七章 参考文献
• 第八章 致谢