随着移动通信技术的飞速发展，3G的商用越来越普遍，其中的安全问题就显得十分重要。因此如何保证业务信息的安全性以及网络资源使用的安全性已成为3G系统中重要而迫切的问题。针对这种情况，ETSI与3GPP两个基于GSM/GPRS网络和WCDMA与TD/SCDMA系统标准化的组织，特别是ETSI的SAGE与3GPP的S3工作组专门对网络安全方面的规范进行了研究。这里面就包括本文所涉及的密钥分配协议（AKA协议）。
AKA协议用于USIM、访问位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）间的双向认证及密钥分配。3GPP为3G通信系统定义了12种鉴权算法：f0-f9，f1*和f5*。AKA利用了其中的f0-f5*算法。它的实现分为两个方面，一个是在UE（手机）端的实现，另一个是在服务网络端的实现。在UE端的实现是在基于8位的单片机上，而在服务网络端的实现是在基于32位的处理器即PC机上，但都是采用的基于AES的内核算法，即Rijndael算法，由于硬件的不同，Rijndael算法实现时采用了不同的优化算法，本次设计是在服务网络端的实现，因此，Rijndael算法采用了用查表的方式替代轮变换的优化算法，此次设计是从AES着手，通过对AES的分析和代码实现，然后利用对AES的调用，实现f1-f5的功能。另外，由于此次设计采用AES为核心算法，因此还对AES相关数学基础知识，实现原理做了详细的分析。
1 引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题研究的意义 1
1.4 本课题的研究方法 1
2 相关数学基础 2
2.1 有限域GF (28) 2
2.2 数在GF (28)中的多项式 3
3 AES算法的设计准则及设计原理 4
3.1 分组密码通用准则 4
3.2 RIJNDAEL算法的设计原则和结构 5
3.3 RIJNDAEL算法加密轮变换原理 6
3.3.1 SubBytes变换 7
3.3.2 ShiftRows变换 8
3.3.3 MixColumns变换 8
3.3.4 AddRoundKey变换 9
3.4 子密钥生成算法 9
4 算法优化及实现研究 11
4.1 算法优化 11
4.2 RIJDAEL算法C语言的实现： 13
5 F1,F2,F3,F4,F5算法的研究 16
5.1 F1-F5的介绍 16
5.2 F1,F2,F3,F4,F5的实现 18
6 测试结果 22
结 论 24
参考文献 24
致 谢 25
声 明 26
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