基于国密算法的通讯加密系统研究及应用

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1、广东工业大学硕士学位论文（工程硕士）基于国密算法的通讯加密系统研究及应用林子康二〇一八年五月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111504194广东工业大学硕士学位论文（工程硕士）基于国密算法的通讯加密系统研究及应用林子康校内导师姓名、职称:熊晓明教授校外导师姓名、职称:熊鹰高级工程师学科(专业)或领域名称:控制工程学生所属学院:自动化学院论文答辩日期:2018年5月28号ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegr

2、eeofMaster（MasterofEngineering）ResearchandApplicationofCommunicationEncryptionSystemBasedonCryptographicofChineseAlgorithmCandidate:linzikangSupervisor:Prof.xmxiongApr2018SchoolofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510006摘要摘要随

3、着互联网技术的发展和成熟，使得即时通讯应用得到了全面的普及，每天都有巨量的数据从应用中产生，发送到移动互联网中。如何保证数据传输过程中的完整性问题，引起了各行各业的广泛关注。针对这个问题，应用密码学技术能给出很好的解决方案。密码学做为信息安全技术的基石，正从国防军工领域扩展到了社会各行各业，尤其是移动互联网领域的应用，正无时无刻的保护着国家和个人的信息及利益安全。本文基于国密算法，设计出应用于移动端的实时文字，实时音频和实时视频的端到端加密通讯系统。首先介绍国密SM2，SM4算法原理及其应用范例，并研究当前流行的即时

4、通讯应用的加密原理，综合利弊设计出基于国密算法的数据加密系统。接着对运行平台Android系统进行介绍，包括常用应用开发组件和开发环境部署。关于协议方面，主要介绍实时传输协议RTP(Real-timeTransportProtocol)和控制协议RTCP(RTPControlProtocol)，内部自定义会话协议MDP(MessageDescriptionProtocol)。关于编解码标准，采用ILBC语音编解码技术和H.264视频编解码技术，并介绍音视频编解码技术在本系统中的应用。关于通讯加密系统的具体实现，从总体

5、层面出发，先分析系统开发需求，接着介绍用户界面，消息控制和系统服务等三大构成部分，并对系统实现过程中遇到的关键难点做总结并给出相应的解决方法。从系统子模块实现层面出发，先讲解系统界面的布局设计和实现流程，接着分析核心控制单元，广播通讯和心跳机制的原理和实现流程。最后讲解各个底层服务模块的实现，包括加密系统实现类的作用，数据收发模块的作用原理，实时文字聊天的通讯过程，并通过分步骤的方式，重点的介绍了实时音频聊天和实时视频聊天的实现过程。最后介绍测试软件系统的设备及环境，接着测试软件系统的功能状况和性能指标。在功能测试方

6、面，主要测试包括用户登录捕获，公钥交换和实时音视频服务等各项服务的运行情况。在性能测试方面，主要测试实时语音聊天的数据延迟和实时视频聊天的数据丢包情况。测试类型分为加密模式和非加密模式，从实验数据上看，语音聊天基本能做到无感延迟，而视频聊天在稍低分辨率下也能顺利的运行服务，基本满足论文预设需求一致。此系统具有一定的实际应用价值，同时对其它应用国I广东工业大学硕士学位论文密算法的开发者而言，也具备一定的参考意义。文章的结尾对本论文的工作内容进行总结，对系统尚存在的问题做下一阶段的工作展望。关键词：国密算法；传输协议；数

7、据加密；编解码；即时通讯；IIAbstractAbstractAstheInternettechnologydevelops,instantmessagingapplicationshavebeenwidelyused.Everyday,hugeamountsofdataaregeneratedfromapplicationsandsenttomobileInternetnetworks.Howtoensuretheintegrityofthedatatransmissionprocesshasbecomeanatt

8、ractionofinterests.Cryptographyisagoodsolutiontothisconcern.Cryptology,usedtobeexclusivetomilitaryapplications,hasbeenbroadlyintroducedtovariousindustries,especiallymobileIn