發(fā)布時間：2017-06-30 03:10

  本文關(guān)鍵詞：低功耗藍(lán)牙安全連接機(jī)制及其算法應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著藍(lán)牙4.0核心規(guī)范的頒布,低功耗藍(lán)牙技術(shù)正式發(fā)布,得到了廣泛的關(guān)注。低功耗藍(lán)牙與傳統(tǒng)藍(lán)牙相比有著極低的功耗和快速的連接,被廣泛的應(yīng)用到可穿戴設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、智能手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備中。更多的信息通過低功耗藍(lán)牙進(jìn)行傳輸、分享。因此,低功耗藍(lán)牙的安全性就顯得至關(guān)重要。然而,國內(nèi)對藍(lán)牙安全的研究依然停留在傳統(tǒng)藍(lán)牙階段�；谏鲜鲈�,本文對低功耗藍(lán)牙的安全連接機(jī)制以及采用的高級加密標(biāo)準(zhǔn)(Advanced Encryption Standard,AES)算法展開研究。通過對藍(lán)牙V4.0核心規(guī)范分析,總結(jié)了低功耗藍(lán)牙的安全連接機(jī)制,包括:安全保護(hù)功能、安全模型以及配對、認(rèn)證、綁定、加密的詳細(xì)過程。同時,對AES算法的設(shè)計原則、設(shè)計原理、加密和解密過程進(jìn)行了總結(jié)描述。在分析對藍(lán)牙和AES算法的常見攻擊方法的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析低功耗藍(lán)牙的安全連接機(jī)制和AES算法的安全隱患,并對AES算法中S盒的數(shù)學(xué)特性和密鑰擴(kuò)展算法進(jìn)行分析,設(shè)計了一種新的低功耗藍(lán)牙的安全連接機(jī)制,并在CC2541低功耗藍(lán)牙開發(fā)平臺上基于BLE-Stack協(xié)議棧和OSAL操作系統(tǒng)實現(xiàn)了該連接機(jī)制。本文的創(chuàng)新之處在于在應(yīng)用層加強(qiáng)了低功耗藍(lán)牙的安全性和在數(shù)學(xué)特性上加強(qiáng)了AES算法的安全性。在低功耗藍(lán)牙的應(yīng)用層通過設(shè)置加密廣播、隨機(jī)PIN碼、強(qiáng)制配對、確認(rèn)按鈕以及二次加密等提高其安全性。在AES算法中,將S盒的代數(shù)表達(dá)式提高至最高255項,仿射變換周期提高至最高16,迭代輸出周期提高至最高256,同時改進(jìn)密鑰擴(kuò)展算法,防止向前和向后推導(dǎo)輪密鑰,從而加強(qiáng)了AES算法的安全強(qiáng)度,并將該算法應(yīng)用到低功耗藍(lán)牙的應(yīng)用層。
【關(guān)鍵詞】：低功耗藍(lán)牙 安全 高級加密標(biāo)準(zhǔn) S盒 密鑰擴(kuò)展
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究歷史及現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 課題論文思路與研究內(nèi)容13
• 1.3.1 研究思路13
• 1.3.2 研究內(nèi)容13
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)13-16
• 第2章 低功耗藍(lán)牙技術(shù)及其安全連接機(jī)制16-22
• 2.1 低功耗藍(lán)牙通信協(xié)議概述16-18
• 2.2 低功耗藍(lán)牙的安全機(jī)制概述18-19
• 2.2.1 連接模式18
• 2.2.2 密鑰生成功能18-19
• 2.2.3 加密功能19
• 2.2.4 數(shù)字簽名功能19
• 2.2.5 隱私保護(hù)功能19
• 2.3 低功耗藍(lán)牙的安全模式19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 低功耗藍(lán)牙安全AES算法分析與改進(jìn)22-44
• 3.1 AES算法描述22-30
• 3.1.1 AES算法設(shè)計原理22-25
• 3.1.2 AES的算法加密和解密過程25-30
• 3.2 AES算法的安全性分析30-39
• 3.2.1 AES算法設(shè)計原則30
• 3.2.2 AES算法的抵御攻擊能力分析30-32
• 3.2.3 AES算法安全性分析32-39
• 3.3 AES算法改進(jìn)方案39-43
• 3.3.1 S盒生成改進(jìn)方案39-41
• 3.3.2 S盒生成改進(jìn)方案分析41
• 3.3.3 密鑰擴(kuò)展改進(jìn)方案41-43
• 3.3.4 密鑰擴(kuò)展改進(jìn)方案分析43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 低功耗藍(lán)牙安全機(jī)制分析與設(shè)計44-58
• 4.1 低功耗藍(lán)牙安全連接機(jī)制的分析44-51
• 4.1.1 配對過程分析44-45
• 4.1.2 鏈路認(rèn)證過程分析45-47
• 4.1.3 綁定過程分析47-48
• 4.1.4 鏈路加密連接分析48-51
• 4.1.5 低功耗藍(lán)牙其他安全問題分析51
• 4.2 低功耗藍(lán)牙安全機(jī)制的抵御攻擊能力分析51-54
• 4.2.1 抵御鏈路密鑰攻擊能力分析51-52
• 4.2.2 抵御中間人攻擊能力分析52-53
• 4.2.3 抵御PIN碼攻擊能力分析53-54
• 4.3 低功耗藍(lán)牙新的安全連接機(jī)制設(shè)計54-57
• 4.3.1 PIN碼防御方案54-55
• 4.3.2 廣播模式防御方案55-56
• 4.3.3 無加密模式防御方案56
• 4.3.4 AES算法攻擊防御方案56
• 4.3.5 低功耗藍(lán)牙新的安全機(jī)制總體設(shè)計56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第5章 低功耗藍(lán)牙安全連接的實現(xiàn)與測試58-74
• 5.1 低功耗藍(lán)牙安全連接機(jī)制的實現(xiàn)58-66
• 5.1.1 固件實現(xiàn)58-64
• 5.1.2 AES算法改進(jìn)方案的實現(xiàn)64-65
• 5.1.3 應(yīng)用軟件的實現(xiàn)65-66
• 5.2 低功耗藍(lán)牙安全連接的測試66-72
• 5.2.1 固件程序的下載66-67
• 5.2.2 安全連接的測試67-69
• 5.2.3 加密數(shù)據(jù)傳輸測試69-70
• 5.2.4 PIN碼攻擊測試70-71
• 5.2.5 加密廣播測試71-72
• 5.3 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論74-76
• 參考 文獻(xiàn)76-80
• 附錄80-84
• S盒數(shù)值80-81
• 逆S盒數(shù)值81-82
• 新S盒數(shù)值82-83
• 新逆S盒數(shù)值83-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果84-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 袁巍;張云英;胡亮;李宏圖;王程明;;Rijndael算法的結(jié)構(gòu)歸納與攻擊分析[J];吉林大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版);2008年05期

2 丁磊;張彩祥;馮永晉;江志文;鄧杰航;;基于藍(lán)牙4.0的低功耗電子貨架標(biāo)簽設(shè)計[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2014年05期

3 李俠;沈峰;李德勝;;基于Android系統(tǒng)的低功耗藍(lán)牙應(yīng)用程序開發(fā)[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年05期

  本文關(guān)鍵詞：低功耗藍(lán)牙安全連接機(jī)制及其算法應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：500348