随着通信技术的飞速发展以及用户需求的日益增涨，LTE移动通信系统作为3G通信系统的最新技术演进，必将深刻改变人们的生产生活方式。人们在生产生活中享受科技带来的更加便利、快捷的通信方式的同时，对移动通信系统信息安全提出了更高的要求。保障移动通信系统信息安全是维护运营商以及用户合法权益的根本。　　 本文切合移动通信最新技术与人们广泛关心的信息安全问题，对LTE移动通信系统接入层安全性进行了研究。从安全协议层面，对接入层安全协议进行了全面剖析；从安全算法层面，对接入层密码算法进行了深入研究。　　 首先研究分析了LTE移动通信系统接入层最主要的加密与完整性保护安全策略。阐述了实现加密与完整性保护所必须的协议流程，包括接入层密钥设定、安全算法协商、安全上下文建立、安全模式建立、数据加密与完整性保护等；阐述了LTE移动通信系统“前向安全”概念及其实现的安全策略，包括接入层密钥的变更、接入层安全上下文变更等协议流程。　　 研究设计了LTE移动通信系统数据加密与完整性保护安全协议。根据3GPP协议规范的加密与完整性保护协议流程、相关算法框架及原理，设计实现了基于AES-128加密算法、SNOW3G完整性保护算法的加密与完整性保护安全协议。基于C语言程序，模拟实现了安全算法及安全协议流程，并在Windows XP/MicrosoftVisual C++6.0环境下模拟仿真，验证了算法与协议设计的正确性。　　 分析改进了LTE移动通信系统密钥生成算法，并对其安全性能进行了评估。在剖析SHA-256算法原理基础之上，通过引入中间变量实现了该算法的并行计算。性能分析显示，优化过的密钥生成算法能明显减少模232加运算和位运算次数，降低运算时间复杂度。通过对优化算法的程序实现以及24组实验数据统计分析，对其安全性能进行分析。结果显示：1 bit的输入数据的改变，将带来近似128bit输出散列值的变化，具备良好的抗冲突性和差分分布均匀性；输出散列值中“0”与“1”出现的概率近似逼近0.5，0/1标准偏差为0.0156，逼近于平均分布，具备较好的映射分布均匀性。分析表明，SHA-256算法具备较好的单向散列性性质，具有较好的安全性能。