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1、毕 业 设 计 (论 文 )KASUMI 算法的研究与 VC 实现论文作者姓名：申请学位专业：申请学位类别：指 导 教 师 姓 名 （职 称 ）：论文提交日期：KASUMI 算法的研究与 VC 实现摘要随着通信技术的高速发展，第三代移动通信系统（3G）将成为人们生活中重要的通信方式，3G 系统中业务信息的安全性以及网络资源使用的安全性将越来越重要。为了对 3G 系统提供安全性，3G 的国际组织 3GPP（3rd Generation Partnership Project）在 3G 的安全结构中定义了两个标准化的核心算法 f8和 f9。f8 算法是加密算法，f9 是完整性算法，这两个算法都是基
2、于 KASUMI 算法的。KASUMI 算法是基于日本三菱公司的分组密码 MISTY1 算法，是它的改进版本，它是一种分组加密算法。 本文主要研究的是第三代移动通信技术中的一种核心加密算法：KASUMI 算法；详尽介绍 KASUMI 算法的原理、组成部分以及怎样在 VC 中实现。关键字：KASUMI 算法；3G；安全性；FeistelThe Research and Implementation of Kasumi Algorithm with VCAbstractAs the development of communication technology is arriving at a b
3、ewildering rate, the third generation of mobile telecommunication system (3G) is doomed to dominate our way of that. Meanwhile, how to maintain the security of operating information and network resources will be playing an ever-increasing role. In order to provide 3G with steady security, its intern
4、ational organization 3GPP （3rd Generation Partnership Project）has defined two standardized key arithmetic: f8 and f9. The arithmetic f8 belongs to encrypted one, while f9 has kept its integrality. But they are both based on the arithmetic of KASUMI. The article is mainly focusing on the arithmetic o
5、f KASUMI, which is the key to the encrypted third generation of mobile telecommunication. And it sheds light on the theory, composition as well as how it can be carried out in VC in detail.Key words：KASUMI;3G;Security;Feistel目 录论文总页数：26 页1 引言 .12 KASUMI 算法概述 .12.1 KASUMI 算法的总体结构 .12.2 KASUMI 算法的组成函数
6、 .22.2.1 f 函数 .22.2.2 FI 函数 .32.2.3 FO 函数 .32.2.4 FL 函数 .42.2.5 S-box .42.3 KAUSMI 算法的密钥生成 .52.4 KAUSMI 算法的安全性 .63 KASUMI 算法流程 .73.1 密钥产生 .83.2 FI 函数 .93.3 FO 函数 .103.4 FL 函数 .114 系统设计 .124.1 KASUMI 算法程序实现 .124.1.1 KASUMI 算法程序实现的加密解决方案 .124.1.2 KASUMI 算法程序实现的解密解决方案 .134.2 人机界面设计 .135 关键代码分析 .155.1 F
7、I 函数的程序实现 .155.2 FO 函数的程序实现 .165.3 FL 函数的程序实现 .175.4 密钥产生程序实现 .175.5 f 函数的程序实现(加密时的函数) .185.6 f 函数的程序实现(解密时的函数) .196 软件整体测试与系统缺陷 .206.1 软件测试环境配置 .206.2 软件测试界面介绍 .206.3 软件测试结果 .216.3.1 软件的加密速度 .226.3.2 KASUMI 算法加密/解密案例 .236.4 系统缺陷 .23结 论 .24参考文献 .24致 谢 .25声 明 .26第 1 页 共 26 页1 引言随着通信技术的高速发展，第三代移动通信系统（
8、3G）将成为人们生活中重要的通信方式，3G 系统中业务信息的安全性以及网络资源使用的安全性将越来越重要。为了对 3G 系统提供安全性，3G 的国际组织 3GPP（3rd Generation Partnership Project）在 3G 的安全结构中定义了两个标准化的核心算法 f8和 f9。f8 算法是加密算法，f9 是完整性算法，这两个算法都是基于 KASUMI 算法的。KASUMI 算法是基于日本三菱公司的分组密码 MISY1 算法，是它的改进版本，它是一种分组加密算法。本文主要目的是研究 KASUMI 算法，并在 VC 环境下实现它。KASUMI 算法的实现是在 Microsoft
9、Visual C+6.0 环境下实现的，但是源代码确实利用 C 语言编写的，因为 C 语言编写的程序比 C+编写的程序普遍效率要高。本系统最终完成后具有以下功能：（1）满足算法的要求，明文只能输入 64 位二进制位，密钥只能输入 128位二进制位；但在本软件中对输入做了相应的处理，输入的时候只能输入十六进制符号，其余报错。（2）此软件只是为了验证 KASUMI 算法的正确性，所以在输入的时候可以随机输入，以方便快速验证。（3）为了避免加密结果的偶然性，增加了解密功能；如果解密结果与原文不符，说明加密不正确。2 KASUMI 算法概述2.1 KASUMI 算法的总体结构KASUMI 算法是一个 Feistel 结构的分组加密算法，密钥长度为 128 比特，对一个 64 比特的输入分组进行八轮的迭代运算，产生长度为 64
