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随着手机的普及,短信息已经成为人们日常交流和商业往来的重要手段,人们每天发送和收到的短信息中含有很多重要信息,例如银行账号、商业数据、个人资料等,如何保护短信息在传输和手机本地存储的全面安全,成为人们日益关注的问题。 在GSM(Global System for Mobile Communications,全球移动网络)网络中,短信息在手机与基站之间的空中接口采用A5(一种鉴权和加密方式)加密机制。研究表明,A5算法的安全性受到极大的威胁,无法保障短信息的全面安全,因此需要对短信息采用附加的安全性更强的加密方式。手机作为一个内存和计算能力有限的设备,手机上运行的短信息加密算法需要具有较高的效率,即具有较低的耗电量和较短的响应时间。基于以上考虑,本论文在国家自然科学基金项目的支持下,对基于Android(安卓)系统的短信息移动分级加密方法进行研究,取得了阶段性成果。 针对智能手机不能全面保护短信息安全的问题,本文提出了一种新的基于Android系统的短信息移动分级加密方法。该方法根据用户的不同需求,对不同内容和重要性的短信息采用分级的安全加密。对于一般的用户短信息,采用改进的Gold序列(一种伪随机序列)加密,可以快速实现短信息的加密;对于涉及商业信息的重要短信息,采用基于RSA(一种非对称加密算法)签名的序列加密,可以保障短信息的安全性、身份验证和可靠性;对于含有身份信息、账号密码的短信息,采用基于数字签名的RSA非对称加密。 针对本文提出的移动分级安全方法,在Android系统的手机上进行了仿真实验,开发了一款短信息应用(App)。仿真实验和实际应用表明,该移动分级安全方法加密后的密文中“0”和“1”接近等概率分布,具有比特效应,从而具备较强的安全性。且该方法加密性能稳定,在手机上的平均响应时间较短,适合应用在手机等资源受限的设备上。该方案可以应用到其操作系统的手机或移动终端上。 本文的主要工作和创新点主要包括以下几个方面: (1)深入研究了短信息通信系统和GSM网络中的短信息安全,并调研了目前主流的数据加密算法。对称密钥加密算法计算复杂度低,加解密的响应时间短,但加密和解密密钥的分发和保护在一定程度上依赖于代码的安全或者密钥通信通道的安全;非对称密钥加密算法不依赖于代码安全或者安全通道,但计算复杂度高,不适合应用到手机等资源受限的设备上。根据目前存在的问题提出改进的措施。 (2)针对智能手机资源受限的特点,结合对称加密和非对称加密的特点,本文提出了一种基于Android系统的移动分级安全方法。该方法根据用户的不同需求,对不同内容和重要性的短信息采用不同的安全方法,可以实现安全性和响应时间上的平衡,从而可以实现手机上的短信息全面安全。 (3)在Android系统的手机上完成了仿真实验,开发了一款短信息安全的应用软件,通过仿真和实际应用测试了该移动分级安全方法的安全性、稳定性和响应时间等性能,测试结果表明,该移动分级加密具有较好的性能,适合应用到资源受限的设备上。