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摘要：本文主要介紹了基于微處理器串行接口通信的32位公鑰加密算法的研究與應(yīng)用。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)，本課題的研究對網(wǎng)絡(luò)通信安全問題具有一定參考價值。本課題的主要工作是設(shè)計加密算法并用程序?qū)崿F(xiàn)，選擇合適的微處理器，然后以該微處理器為核心建立一個微處理器系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以通過USB轉(zhuǎn)串口實現(xiàn)和臺式機的數(shù)據(jù)通信，而且在通信時可以實現(xiàn)加密解密。加密算法選用的是當(dāng)前使用最多最具影響力的RSA公鑰加密算法。 系統(tǒng)工作流程為：單片機系統(tǒng)通過USB串口與臺式機相連，臺式機發(fā)送給單片機一個明文數(shù)據(jù)，單片機在接收到數(shù)據(jù)之后對該數(shù)據(jù)進行加密并存儲。然后再把加密后的數(shù)據(jù)發(fā)給另一臺式機，臺式機收到數(shù)據(jù)并解密，從而完成通信過程，保證了安全通信。本次畢設(shè)使用的密鑰長度是32 位的，經(jīng)研究分析可得到，在傳送少量數(shù)據(jù)時，32位的密鑰長度可以滿足通信安全需求。但傳送大量數(shù)據(jù)時，32位密鑰已經(jīng)不能保證通信安全，此時，我們應(yīng)當(dāng)使用更大長度的密鑰對通信數(shù)據(jù)進行加密，從而保證數(shù)據(jù)通信安全。
關(guān)鍵字：串口通信，單片機，RSA算法，USB串口
目錄 摘要 ABSTRACT 1 引言-1 2 公鑰加密算法簡介-2 2.1 密碼學(xué)發(fā)展史-2 2.1.1 古典密碼和近代密碼-2 2.1.2 現(xiàn)代密碼-2 2.2 加密算法分類-3 2.2.1 對稱加密算法-3 2.2.2 非對稱加密算法-4 2.3 RSA加密算法的描述-4 2.3.1 四個數(shù)學(xué)概念-4 2.3.2 公鑰與私鑰的產(chǎn)生-5 2.3.3 加密和解密過程-5 2.4 RSA 公鑰密碼體制的安全性分析-6 2.5 RSA加密算法的缺點-7 3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計-8 3.1 設(shè)計方案總述-8 3.2 仿真工具介紹-9 3.2.1 Protues-9 3.2.2 VSPD和串口調(diào)試助手-9 3.3 方案功能概述-9 3.3.1 總體功能介紹-9 3.3.2 系統(tǒng)總體構(gòu)成框圖-10 4 硬件設(shè)計-11 4.1 微處理器基本介紹-11 4.1.1 微處理器的概念及特點-11 4.1.2 微處理器的組成-11 4.1.3 微處理器的分類-11 4.2 單片機選型-12 4.3 USB接口芯片簡單介紹-13 4.3.1 USB接口和RS-232(DB-9)串口的對比-13 4.3.2 USB驅(qū)動安裝-14 4.4 硬件電路連接-14 4.4.1 單片機最小系統(tǒng)電路-14 4.4.2 串口在Proteus中的應(yīng)用-15 4.4.3 硬件仿真-16 5 軟件設(shè)計-17 5.1 開發(fā)環(huán)境介紹-17 5.2 C開發(fā)環(huán)境及上位機程序-17 5.2.1 VC6.0簡介-17 5.2.2 硬件仿真-18 5.3 RSA加密算法的C程序?qū)崿F(xiàn)-20 5.4 串口通信程序設(shè)計-21 5.4.1 串行通信的概念及特點-21 5.4.2 串行通信的分類-21 5.5 單片機串口通信設(shè)計-22 6 結(jié)論-23 致謝-24 參考文獻-25 |
