面向危化品物流车辆车联网信息安全的加密算法研究

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1、面向危化品物流车辆车联网信息安全的加密算法研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：乔静指导教师：仲元昌教授专业：通信与信息系统学科门类：工学重庆大学通信工程学院二O一六年四月ResearchofEncryptionalgorithmsforChemicalLogisticsVehicleNetworkInformationSecurityAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforthePr

2、ofessionalDegreeByQiaoJingSupervisor:Prof.ZhongYuanchangSpecialty:CommunicationandInformationSystemCollegeofCommunicationEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2016重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要近年来，随着车联网技术的快速发展和应用的日益广泛，车联网信息安全问题已成为该领域研究的热点。车联网具有规模大、无线信道开

3、放和轨迹可预见等特点，攻击者可通过窃听无线信道中的广播消息，分析数据，预测轨迹，跟踪车辆而图谋不轨，使车联网的信息安全受到严重威胁。尤其是对危化品物流车辆的车联网，若遭受黑客攻击，会引起危化品泄漏甚至爆炸以及重大交通事故等恶性事件发生，这不仅给生命、财产造成严重的损失，而且会危害途经区域的生态环境。因此，危化品车联网的网络安全成为该领域亟待解决的关键科学问题。为此，本文针对现有危化品物流车辆车联网存在的网络安全问题，结合项目的具体需求，设计一种适用于危化品物流车联网信息安全的加密算法，并将该加密算法应用

4、于危化品物流车联网，以实现车联网的保密通信。本文的研究工作有望提升现有危化品车联网的安全性，以保障危化品车辆的安全运行。论文的主要工作包括：①阐述了车联网及其网络安全研究背景、意义，研究了危化品物流车联网的信息特征，结合项目用户需求，提出了采用加密技术并利用FPGA实现的车联网保密通信解决方案。②分析了对称加密算法和非对称加密算法的优缺点，并根据危化品物流车联网的信息特征，选用了两种代表性算法AES和RSA。对AES算法采用流水线方式设计，节约了硬件占有面积；联合L-R扫描模幂算法和免减基2Montgo

5、mery算法简化RSA模幂乘运算量，提高RSA运算速度。③研究了FPGA技术和应用开发平台，对混合加密算法采用FPGA技术实现，对危化品物流车辆信息进行加密和解密处理。使用Verilog语言编写各个模块并进行仿真分析，通过编写部分车辆位置信息测试文档，利用Modelsim软件对128bit密钥长度的AES算法和RSA算法的混合加密系统进行仿真验证，在监控中心进行软件程序解密，验证了本文加密算法的可行性，达到了项目预期目的。最后对所做工作进行总结，并对下一步工作进行展望。关键词：AES，RSA，混合加密，

6、FPGAI重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentandwidespreadapplicationofvehiclenetworkingtechnology,vehiclenetworkinginformationsecurityproblemhasbecomeahotspotinthisfield.Vehiclenetworking’scharacteristicsconsistoflargescale,openingwir

7、elesschannelandforeseeabletrack.Theattackercanwiretapthebroadcastmessagesinthewirelesschannel,analysisthedata,forecastthetrackandthentrackvehicles,whichseriouslythreatenstheinformationsecurityofcarnetworking.Especiallyforthecarnetworkingofhazardouschemic

8、alsubstancelogisticsvehicles,ifattackedbyhacker,itcouldcauseviciouseventssuchastheleakageofhazardouschemicalsubstance,explosionandevenfataltrafficaccidents.Thisnotonlycausesseriouslossestoourlifeandproperty,butalsodamagest