基于RSA算法的短信加密系统的研究与实现

摘要

作为人们最常使用的通信方式之一，短信具有简短、即时和价格低廉的特点。然而，较低的传输安全性会给通信过程带来一定的风险。在2G、3G和4G移动网络环境下，不同加密技术被应用于短信传输领域，旨在提升通信系统的安全性能。
　　本文首先比较了几代移动网络环境下短信加密的研究情况，根据已有加密机制的不足和实际通信系统的软硬件资源条件，提出了采用RSA算法完成短信加密的方案。在此基础上，阐述了短信传输系统的基本组成，分析了RSA的基本原理和实现方法。接着，定义了大整数的基本运算、素性检测和互质判断，并将算法的功能划分为密钥对生成模块、加密模块和解密模块来分别加以实现。然后，对RSA大数除法和素性检测环节进行了优化，提升算法运行速度。最后，将RSA应用于短信传输系统，对RSA的运行效率进行了评估。
　　采用visual studio和QT等软件平台，对短信传输系统中RSA算法的实用性和安全性进行了测试。结果表明：在短信传输系统中引入RSA算法是可行且高效的。密钥管理简单，收信方仅需根据发信方的公钥，选用对应的私钥完成解密。RSA算法的引入，使得短信由明文转换成保密级别为80位的密文进行传输，系统安全性能提升。RSA在通信过程的时间占比为30.1％，系统通信的实时性较好。试商法提升了RSA大数除法的效率，素性验证的速度较一般Miller Rabin算法提升了19%。

目录

声明

1 绪论

1.1课题背景和意义

1.2国内外短信加密研究现状

1.3课题主要研究内容

2 短信传输系统及其安全隐患

2.1系统组成

2.2软硬件设计

2.3远程通信

2.4业务逻辑

2.5安全隐患

2.6本章小结

3 加密体制与RSA算法基本原理

3.1密码学基础

3.2对称加密体制

3.3非对称加密体制

3.4 RSA算法数学基础

3.5 RSA算法设计思想

3.6 RSA算法可靠性分析

3.7 本章小结

4 RSA算法基于短信传输系统的实现

4.1 大整数的存储

4.2 大整数运算

4.3 密钥生成函数

4.4 加解密函数

4.5 RSA算法的实现

4.6 RSA算法在短信传输系统中的实现

4.7 本章小结

5 RSA算法的评估

5.1 测试环境与工具

5.2 算法运行效率分析

5.3 算法的安全级别

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献