Nghiên cứu giải pháp bảo mật thông tin di động sử dụng công nghệ CDMA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ================================== Nguyễn Tất Thắng NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BẢO MẬT THÔNG TIN DI ĐỘNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ CDMA LUẬN VĂN THẠC SỸ HÀ NỘI - 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ================================== Nguyễn Tất Thắng NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BẢO MẬT THÔNG TIN DI ĐỘNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ CDMA Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền liệu Mạng máy tính Mã số: 60 48 15 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS HỒ VĂN HƢƠNG HÀ NỘI – 2009 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin cảm ơn gia đình cổ vũ, động viên, giúp đỡ trình hoàn thiện luận văn Dưới bảo TS Hồ Văn Hương, Giám đốc Trung tâm Bảo mật thông tin kinh tế xã hội, Ban Cơ yếu Chính phủ, hoàn thiện nhiệm vụ đề luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Hồ Văn Hương, tận tình hướng dẫn cho định hướng ý kiến quý báu suốt trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Bộ môn Truyền liệu Mạng máy tính, Khoa Công nghệ thông tin, Phòng Đào tạo Sau đại học Nghiên cứu Khoa học, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện tốt để hoàn thành khóa học Đồng thời, xin cảm ơn bạn bè, người khuyến khích giúp đỡ hoàn cảnh khó khăn Tôi xin cảm ơn quan đồng nghiệp tạo điều kiện cho suốt trình học tập làm luận văn Hà Nội, ngày 18 tháng 12 năm 2009 Học viên Nguyễn Tất Thắng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kiến thức trình bày luận văn tìm hiểu, nghiên cứu trình bày lại theo cách hiểu Trong trình làm luận văn có tham khảo tài liệu có liên quan ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo Phần lớn kiến thức trình bày luận văn chưa trình bày hoàn chỉnh tài liệu Hà Nội, ngày 18 tháng 12 năm 2009 Học viên Nguyễn Tất Thắng MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG 11 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED LỜI MỞ ĐẦU ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED CHƢƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 1.1 Tổng quan hệ thống di động tổ ong Error! Bookmark not defined 1.1.1 Tổng quan Error! Bookmark not defined 1.1.2 Cấu hình hệ thống điện thoại di động tổ ong Error! Bookmark not defined 1.2 Đa truy nhập phân chia theo mã Error! Bookmark not defined 1.3 Lý thuyết trải phổ Error! Bookmark not defined 1.3.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined 1.3.2 Dãy PN Error! Bookmark not defined 1.3.3 Ý nghĩa trải phổ Error! Bookmark not defined 1.3.4 Trải phổ dãy trực tiếp với khóa dịch pha nhị phân đồng Error! Bookmark not defined 1.3.5 Trải phổ nhảy tần Error! Bookmark not defined 1.4 Các đặc tính hệ thống thông tin di động CDMA Error! Bookmark not defined 1.4.1 Tính đa dạng phân tập Error! Bookmark not defined 1.4.2 Điều khiển công suất CDMA Error! Bookmark not defined 1.4.3 Công suất phát thấp Error! Bookmark not defined 1.4.4 Bộ mã – giải mã thoại tốc độ số liệu biến đổi Error! Bookmark not defined 1.4.5 Bảo mật gọi Error! Bookmark not defined 1.4.6 Máy di động có chuyển vùng mềm Error! Bookmark not defined 1.4.7 Dung lượng Error! Bookmark not defined 1.4.8 Tách tín hiệu thoại Error! Bookmark not defined 1.4.9 Tái sử dụng tần số vùng phủ sóng Error! Bookmark not defined 1.4.10 Giá trị Eb/N0 thấp (hay C/I) chống lỗi Error! Bookmark not defined 1.4.11 Dung lượng mềm Error! Bookmark not defined 1.5 Một số vấn đề đảm bảo an ninh an toàn thông tin di động Error! Bookmark not defined 1.5.1 Khái niệm an ninh an toàn thông tin Error! Bookmark not defined 1.5.2 Đánh giá vấn đề an toàn, bảo mật hệ thống Error! Bookmark not defined 1.5.3 Các nguy an ninh an toàn mạng thông tin di động Error! Bookmark not defined 1.6 Kết luận Error! Bookmark not defined CHƢƠNG 2: MÃ HÓA THÔNG TIN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 2.1 Giới thiệu chung mật mã Error! Bookmark not defined 2.1.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined 2.1.2 Các hệ thống mật mã Error! Bookmark not defined 2.1.3 Mật mã khóa đối xứng mật mã khóa công khai Error! Bookmark not defined 2.1.4 Các toán an toàn thông tin Error! Bookmark not defined 2.1.5 Thám mã tính an toàn hệ mật mã Error! Bookmark not defined 2.2 Các hệ mật mã khóa đối xứng Error! Bookmark not defined 2.2.1 Mã chuyển dịch Error! Bookmark not defined 2.2.2 Mã thay Error! Bookmark not defined 2.2.3 Mã hoán vị Error! Bookmark not defined 2.3 Các hệ mật mã khoá công khai Error! Bookmark not defined 2.3.1 Hệ mật mã RSA Error! Bookmark not defined 2.3.2 Hệ mật đường cong Elliptic Error! Bookmark not defined 2.4 Quản trị khóa mạng truyền tin Error! Bookmark not defined 2.5 Kết luận Error! Bookmark not defined CHƢƠNG 3: GIẢI PHÁP BẢO MẬT THÔNG TIN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CDMA ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 3.1 Hiện trạng giải pháp bảo mật thông tin di động CDMA giới Error! Bookmark not defined 3.1.1 Tổng quan Error! Bookmark not defined 3.1.2 An ninh an toàn mạng CDMA Error! Bookmark not defined 3.1.3 An ninh an toàn CDMA hệ thứ ba (3G) Error! Bookmark not defined 3.1.4 Nhận xét Error! Bookmark not defined 3.2 Hiện trạng mạng điện thoại di động CDMA Việt Nam Error! Bookmark not defined 3.2.1 Các mạng điện thoại di động CDMA tình hình triển khai 3G Việt Nam Error! Bookmark not defined 3.2.2 Hiện trạng bảo thông tin an toàn mạng di động CDMA Việt Nam Error! Bookmark not defined 3.3 Giải pháp bảo mật thông tin di động CDMA Công an Error! Bookmark not defined 3.3.1 Đặt vấn đề bảo mật thông tin di động CDMA Công an Error! Bookmark not defined 3.3.2 Giải pháp bảo mật loại hình dịch vụ thông tin di động CDMA Error! Bookmark not defined 3.4 Phân tích lựa chọn phƣơng pháp mã hóa thông tin Error! Bookmark not defined 3.5 Phân tích định hƣớng lựa chọn công nghệ lập trình ứng dụng bảo mật cho điện thoại di động CDMA Error! Bookmark not defined 3.6 Phân tích thiết kế, xây dựng phần mềm bảo mật SMS hệ thống thông tin di động CDMA Error! Bookmark not defined 3.6.1 Kiến trúc tổng thể hệ thống Error! Bookmark not defined 3.6.2 Chức Bảo mật tin nhắn SMS Error! Bookmark not defined 3.6.3 Chức Quản lý tin nhắn SMS Error! Bookmark not defined 3.6.4 Chức Quản lý danh bạ Error! Bookmark not defined 3.6.5 Chức thay đổi khóa Error! Bookmark not defined 3.6.6 Quá trình gửi tin nhắn bảo mật Error! Bookmark not defined 3.7 Triển khai thực tế Error! Bookmark not defined 3.8 Kết luận Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED TÀI LIỆU THAM KHẢO 12 PHỤ LỤC 1: GIAO DIỆN CHƢƠNG TRÌNH ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED PHỤ LỤC 2: MÃ NGUỒN MỘT SỐ MODULE TRONG CHƢƠNG TRÌNH ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ gốc Nghĩa tiếng Việt 3G Third Generation Mạng điện thoại di động hệ thứ AES Advanced Encryption Standard Chuẩn mã hóa tiên tiến AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến BS Base Station Trạm sở CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư thừa vòng D-AMPS Digital Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến số DOS Denial Of Service Từ chối dịch vụ DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ dãy trực tiếp FDMA Frequency division multiple access Đa truy cập phân chia theo tần số FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum Trải phổ nhảy tần GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Group Special Mobile Nhóm đặc biệt di động IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Viện Công nghệ điện điện tử IMTS Improved Mobile Telephone System Hệ thống điện thoại di động cải tiến MAC Message Authentication Code (cryptographic community use) Mã chứng thực gói tin Mobile Mobile Máy điện thoại di động MPDU MAC Protocol Data Unit Đơn vị liệu giao thức MAC MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động MSDU MAC Service Data Unit Đơn vị liệu dịch vụ MAC MTS Mobile Telephone System Hệ thống điện thoại di động NMT Nordic Mobile Telephony Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao PAN Personal Area Network Mạng vùng cá nhân PBX Private Brach Exchange Tổng đài nhánh riêng PHS Personal Handy-phone System Hệ thống điện thoại cầm tay cá nhân PN pseudo-noise Dãy giả ngẫu nhiên PSTN Packet Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch gói RF Radio Frequency Tần số sóng vô tuyến SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin ngắn TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Bảng Hoán vị ký tự Bảng Các điểm đường cong Elliptic y  x  x  TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phan Đình Diệu, “Lý thuyết mật mã an toàn thông tin”, Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Phạm Anh Dũng (2006), “Lý thuyết trải phổ”, Học viện Công nghệ bưu viễn thông Phương Lan (2003), “Java”, NXB Lao động xã hội Nguyễn Viết Kính – Trịnh Anh Vũ (2007), "Thông tin số", NXB Giáo dục Trịnh Nhật Tiến (2004), Bài giảng: “Một số vấn đề an toàn liệu” Tiếng Anh Andrew S Tanenbaum (2003), “Computer Network 4ed”, Prentice Hall PTR Keiji Tachikawa (2002), “W-CDMA Mobile Communications System”, John Wiley & Sons, LTD Samuel C Yang (1998), “CDMA RF System Engineering”, Artech House William Stallings (2005), “Cryptography and Network Security Principles and Practices, Fourth Edition”, Prentice Hall WebSite 10.http://www.certicom.com 11.http://www.nis.com.vn ... NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ================================== Nguyễn Tất Thắng NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BẢO MẬT THÔNG TIN DI ĐỘNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ CDMA Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành:... Giải pháp bảo mật thông tin di động CDMA Công an Error! Bookmark not defined 3.3.1 Đặt vấn đề bảo mật thông tin di động CDMA Công an Error! Bookmark not defined 3.3.2 Giải pháp bảo mật loại... nghệ lập trình ứng dụng bảo mật cho điện thoại di động CDMA Error! Bookmark not defined 3.6 Phân tích thiết kế, xây dựng phần mềm bảo mật SMS hệ thống thông tin di động CDMA Error!