随着无线通信技术发展的愈发成熟,人们不满于在移动状态下进行语音通话,还希望在移动状态下体验更多更丰富的多媒体网络业务。因此3GPP提出了更高速率、更大带宽、更高服务质量、更低延时的准4G无线通信系统——LTE。正是能够满足人们对于丰富的多媒体业务的移动通信技术的出现,促进了诸如电子商务贸易、手机在线支付、手机银行服务、股票交易等大数据量、高机密性业务的发展。如果这些业务信息不加以安全处理而在无线链路上直接传播,很可能被非法用户窃取或恶意篡改,这将对合法用户的利益造成巨大损失,也将对运营商的利益产生巨大影响。因此在当今LTE全球商用化的趋势下,对LTE系统安全问题的研究显得尤为重要。本文主要简述了LTE系统的无线接入网络架构,其扁平化设计使得其安全架构被分为非接入层安全与接入层安全；其次介绍了LTE系统的密钥系统及安全算法；接着研究了基于临时身份标识及双向认证的LTE网络的安全机制,对UE安全接入LTE网络流程进行了分析。本文中主要研究的是接入层的安全功能的实现,即接入层信令的完整性保护和加密以及用户面数据的加密。本设计主要考虑同步处理对系统性能的不利影响而采用异步的实现方案,对安全功能的实现模块PDCP以及Sec Engine的设计做了详细的介绍,并且设计了安全处理流程。最后对整个设计进行了系统测试,结果表明接入层可进行完整性保护及加密处理并且十分接近系统的理论峰值,达到了预期的效果。