Nội dung đồ án "Biện pháp thỏa đáng bảo mật vô tuyến với FPGA và ASIC" gồm có: Giới thiệu chung về bảo mật vô tuyến, kiến trúc bảo mật mạng GSM, kiến trúc bảo mật mạng W-CDMA, ứng dụng FPGA trong bảo mật vô tuyến.
Ọ Ệ Ễ Ệ Ư H C VI N CÔNG NGH B U CHÍNH VI N THÔNG
Đề tài:
Giáo viên hướng dẫn : Ths. Phạm Khắc Chư
1
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Quảng
ớ ế ệ ậ 1. Gi ề ả i thi u chung v b o m t vô tuy n
ế ả ậ ạ 2. Ki n trúc b o m t m ng GSM
ế ả ậ ạ 3. Ki n trúc b o m t m ng WCDMA
2
Ứ ụ ế ậ ả 4. ng d ng FPGA trong b o m t vô tuy n
3
4
Kênh C
Khóa bí m tậ
Khóa bí m tậ
ả
SKc SKc
ả B n tin g cố
B n tin đã mã hóa
ả B n tin g cố
SYM SYM
5
Khóa công khai
Khóa công khai
Khóa bí m tậ
ả
KXu KYu
ả B n tin g cố
B n tin đã mã hóa
ả B n tin g cố
ASYM ASYM
6
7
8
HLR
PSTN
BTS
BTS
SMSC
AuC
GMSC
BSC
BTS
EIR
TRAU
MSC/VLR
T¶i
BSC
B¸o hiÖu
BTS
IWF
9
10
MS
Sè ngÉu nhiªn
M¹ng
Ki
A8
Kc
Kc
Giao diÖn Um
D÷ liÖu ban ®Çu
ThuËt to¸n A5
ThuËt to¸n A5
11
ử ụ
ữ ệ ế • S d ng các thu t toán mã hóa bí m t ậ ậ • Khóa mã hóa tr c ti p d li u Kc đ ượ ự c sinh
ng u nhiên
ẫ ộ ậ
ạ
ự ả ạ c b o m t trong m ng lõi
12
ủ ụ ả ề ẻ ờ ệ • Đ dài khóa nh n th c thuê bao Ki : 128 bit ự • Ph m vi mã hóa d li u : Um ữ ệ • Không nh n th c m ng ạ ậ • Không đ ậ ượ • Th t c truy n khóa không an toàn • Kh năng b gãy khóa hi n nay : 20 gi
13
ệ ả ả ả – Nh n th c chéo l n nhau. – Đ m b o tính tin c y c a b n tin báo hi u ậ ủ
ư ố ệ cũng nh s li u.
ủ ệ ả ả ả – Đ m b o tính toàn v n c a b n tin báo hi u. ẹ
ỏ ậ
ậ ậ
ậ f9.
14
ậ – Tính tin c y: thu t toán ậ f8 . – Tính toàn v n: thu t toán ẹ – Mã hóa kh i: thu t toán KASUMI. ố
15
16
KASUMI
17
ủ ố ầ ầ • Ki n trúc tám vòng x lý ử • Đ u vào b n tin g c là đ u vào c a vòng đ u ả
ế ầ tiên
ủ ượ ầ c mã hóa là đ u ra c a vòng
ượ • Kh i d li u đ ố ữ ệ ố cu i cùng • Khóa m t mã K đ ậ
ỗ
ộ ể ạ ậ c dùng đ t o t p khóa vòng (KLi, KOi, KIi) cho m i vòng i • M i vòng tính toán theo m t hàm f khác nhau,
ỗ ụ ộ ph thu c vào
ả t p ậ khóa vòng • Thu t toán là đ i x ng, dùng chung cho c mã ố ứ
ả ậ hoá và gi i mã
ề ẫ ầ • Có kh năng cài đ t c trên ph n m m l n ặ ả
18
ứ ầ ả ph n c ng
19
ậ ặ ả
ầ ầ
ề ặ
• Thu t toán KASUMI cho phép cài đ t c trên ứ ph n m m và ph n c ng: – Cài đ t trên ph n m m b ng ngôn ng assembly
ế ế ả ỏ t k thu t toán KASUMI, phiên b n nh
ố ể
i thi u tài nguyên FPGA ấ
20
• Thi ậ ử ụ ọ g n s d ng t – Thi ế ế t k phân c p theo các hàm FL, FO, FI, Sbox – Tái s d ng các modul theo ki n trúc vòng làm gi m ử ụ ộ ố t c đ mã hóa
1
2
3
21
4
22
ự ứ ả ậ • Nghiên c u các th t c nh n th c và b o ủ ụ
ậ ạ m t trong m ng GSM và WCDMA.
ố ứ • Nghiên c u các thu t toán mã hóa đ i x ng ậ
ệ ặ ậ t là thu t toán
ứ ấ ố ứ ứ ụ và b t đ i x ng, đ c bi KASUMI ng d ng trong WCDMA.
ể ươ ế ế • Tìm hi u ph ng pháp thi ậ t k thu t toán
23
KASUMI trên FPGA.
24
25
ổ ồ • Bao g m các c ng logic (AND, OR, NOT) có
ả c.
ệ i ngay trong h
ấ ấ th ng, ch trong vài giây.
ợ
26
ố ậ ộ ả ệ ẻ ượ kh năng c u hình đ • Cho phép c u hình l ạ ỉ • M t đ tích h p cao • Gi ả i pháp hi u qu cao, giá r
FPGA - Field Programmable Gate Array
27
• Đ nh tuy n t
28
29
• LUT • MUX • Logic nhớ • FlipFlop
