基于公开密钥加密算法的端到端短信加密系统

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1、基于公开密钥加密算法的端到端短信加密系统//.paper.edu-1-基于公开密钥加密算法的端到端短信加密系统王静，刘会，漆涛北京邮电大学计算机科学与技术学院，北京（100876）摘要：随着短信息业务向移动支付、移动证券交易等金融领域的扩展，对短信息的安全性提出了新的要求。本文给出一种基于RSA公开密钥加密算法和DSA签名标准算法的混合签名加密算法，针对短信传输的安全问题，实现了一种端到端短信加密系统。关键词：短信息，加密，DSA算法，RSA算法中图分类号：TP309.71.引言手机的普及给人们的工作和生活带来了极大的便利和机会，尤其是短信息凭借其方便、快捷、个性化、低成本等特点逐渐成为人们日

2、常交流的新渠道。基于短信息的业务从现有的娱乐应用已进入到商务应用、电子政务和社会服务等领域。然而在美好景象的背后，存在着不可小视的安全问题。虚假与不良短信息的传播；侵犯个人隐私；手机病毒的传播以及垃圾短信的泛滥等，这都涉及到信息的加密与解密，通信双方身份的相互认证，信息的完整性鉴别等安全方面的问题[5]。传统的点到点短信从一部手机发出后，传送到运营商的短信中心，再发送给相应的手机，其信号就暴露在空中，存在着一定的安全隐患。由于短信息通信有着自己独特的特点，本文基于RSA加密算法和DSA签名算法构造了一种新的签名加密算法，将数字签名和加密技术融为一体，对发出的文本短信加密，使包括运营商在内的任何

3、第三方都无法看到短信的内容，而通信双方不仅能够识别发送信息者的身份和对短信息的保密，还能有效地抵抗“生日攻击”。该系统提供了一个传递信息的安全通道[6]。2.短信息及其网关协议SMPP的介绍短消息业务(SMS)提供了向GSM移动电话发送有限容量信息的方法。短消息业务又可分为包括移动台起始和移动台终止的点对点的短消息业务和点对多点的小区广播短消息业务。移动台起始的短消息业务能使GSM客户发送短消息给其它GSM点对点客户；点对点移动台终止的短消息业务，则可使GSM客户接收由其它GSM客户发送的短消息。点对点的短消息业务是由短消息业务中心完成存储和前转功能的。短消息业务中心是在功能上与GSM网完全分

4、离的实体，不仅可服务于GSM客户，亦可服务于具备接收短消息业务功能的固定网客户。点对点的信息发送或接收即可在MS处于呼叫状态(话音或数据)时进行，也可在空闲状态下进行。当其在控制信道内传送时，信息量限制为l40个8位组(7比特编码，l60个字符)。SMPP(ShortMessagePeertoPeer)协议，是短信息服务中心(SMSC)与非公用陆地移动网短消息实体(non-PLMNSME)之间的通信接口的定义，如该协议定义了SMSC与文本邮件或语音邮件系统之间的接口协议。该协议可以运行在多种网络协议下，如X.25或者TCP/IP协议。通过该协议，扩展短信息实体(ESME)，如文本邮件或语音邮件

5、系统可以向短信息服务中心提交、查询、置换和取消短消息，短消息服务中心同时可以向扩展短消息实体发送响应和短消息。SMPP协议作为SMSC与ESME之间的接口协议，以TCP/IP协议为基础，定义了SMSC与ESME之间消息的格式，每一条消息由两部分组成：消息头和消息体[4]。//.paper.edu-2-3.公钥加密体制及加密算法介绍3.1公钥加密体制公开密钥也称非对称密钥。使用公开密钥的每一个用户都分别N有两个密钥:加密密钥和解密密钥，它们二者并不相同，并且通过加密密钥得到解密密钥在计算上是不可行的。每一个用户的加密密钥都是公开的，可以被所有用户访问，这样，每一个用户都可以得到其他所有用户的公开

6、密钥。同时每一个用户的解密密钥将由用户保存并严格保密。图1为一般公开密钥加密体制的示意图：图1公开密钥加密体制示意图[3]其中，E(m,Ke)表示发方使用收方的公开密钥Ke，对明文m进行加密；D(C,Kd)表示收方使用自己保存的秘密密钥Kd，对密文C进行解密。公开密钥加密的加密变换E(m,Ke)与解密变换D(C,Kd)应满足下列要求：(1)D(C,Kd)是E(m,Ke)的逆变换，即对于任意明文m，均有D(C,Kd)=D(Kd,E(m,Ke))=m；(2)在已知加密密钥Ke时，E(m,Ke)的计算不难；在己知解密密钥Kd时，D(C,Kd)的计算也不难；(3)如果不知道Kd，那么即使知道Ke、具体

7、的加密和解密算法过程以及密文C，确定明文的计算是不可行的。上述要求指出:在公开密钥加密中，对任意明文进行加密变换是容易计算的(加密密钥可以为所有用户得到)；如果知道解密密钥，那么对密文进行解密也将是容易计算的，但是，如果不知道解密密钥，对密文进行逆变换以得到正确的明文在计算上将是不可行的。这种类似性质的函数被称为单向陷门函数，单向陷门函数为如下函数了：(1)给出f的定义域的任意元素f,f(x)的计