【正文】 從第二代向第三代過渡中出現(xiàn)的一種技術(shù)即 GPRS（ General Packet Radio Service） 。 GSM 較模擬系統(tǒng)容量大，約為模擬 TACS 的兩倍，模擬AMPS 的 3倍，而且其互調(diào)干擾小，無遠(yuǎn)近效應(yīng)。 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演變 80 年代發(fā)展起來的現(xiàn)代蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)，人們把它稱為第一代無線網(wǎng)絡(luò)，它的出現(xiàn)使移動(dòng)電話迅速商業(yè)化，給生活帶來巨大便利，俗稱“大哥大”。因此無線網(wǎng)絡(luò)的安全性問題主要考慮的是數(shù)據(jù)加密問題。對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)來說，無線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性和靈活性提供了很高的附加值。 有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò) 無線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)并不是要替代有線網(wǎng)絡(luò)，而是對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充。對(duì) WAP 和 WTLS 協(xié)議體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，指出 WAP 安全體系中的安全漏洞和 WTLS 攻擊的可能性，研究了相應(yīng)的安全加密解決方一法并對(duì)加密許法進(jìn)行加密強(qiáng)度分析。 WTLS 為高層提供了傳輸服務(wù)接口，這個(gè)接口類似于 WTLS 下層所提供的接口。它的主要目的是為 WAP 應(yīng)用提供保密性、數(shù)據(jù)完整性和真實(shí)性。無線應(yīng)用協(xié)議 (WAP:Wireless Application Protocol)就是為滿足這種需求而開發(fā)出來的一種開放式的全球標(biāo)準(zhǔn)。 【 關(guān)鍵字 :】無線應(yīng)用協(xié)議 ， 網(wǎng)絡(luò)安全 ，無線寬帶， WTLS，加密算法 ,橢圓曲線 Abstract： The WAP Programming model is similar to the WWW programming tnodel， message 15 transported using a set of standard unication Protocols based on micro browser in the wireless terminal 15 analogous to a standard web amp。在 WAP 的編程模型中，客戶端 (手機(jī) )與服務(wù)器分別處在不同的網(wǎng)絡(luò)中，并使用不同的通信協(xié)議，為此引入了 WAP 網(wǎng)關(guān)以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連及協(xié)議轉(zhuǎn)換等其它功能。管理學(xué)院院 (系 ) 信管 2K11 班 學(xué)生 葛磊 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 共 30頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 目錄 中文摘要……………………………………………………………………………………… 3 英文摘要……………………………………………………………………………………… 3 一、緒言 ………………………………………………………………… 雖然WTLS 已經(jīng)提供了很好的安全措施， WTLS 規(guī)范中的大多數(shù)內(nèi)容均采用 TLS 規(guī)范。WMLScript are defined to anize the content of WAP the munication ProtocolsWSP/WTP/WTLS， are optimized for wireless WTLS is designed to Provide the good security and most of the text in the WTLS specification has been adopted， word to word， from the TLS many of the changes that were made by WAP forum have led to security this Paper， the security of the WTLS is analysed. This thesis mainly analyses security in the WTLS andreasons for defects， study the solutions of security in the WTLS which are elliptic curve cryptograph algorithm. Keywords: WAP， Online security， Wireless broadband， WTLS， Encrypt algorithms， Elliptic curve 管理學(xué)院院 (系 ) 信管 2K11 班 學(xué)生 葛磊 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 共 30頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第一章 緒言 近年來， Inter 和移動(dòng)通信都在以驚人的速度發(fā)展， Inter為人們提供了大量的信息和快捷的服務(wù)；而移動(dòng)通信打破了通信地點(diǎn)之間的固定鏈接，提供了通信的全球性覆蓋，可以隨處漫游的個(gè)人通信，這兩方面都將深刻地影響未來信息高速公路的發(fā)展。 WAP 定義了一組傳輸、安全、事務(wù)、會(huì)話和應(yīng)用層協(xié)議以提供先進(jìn)的移動(dòng)服務(wù)。完整性被需要以便能安全地連接到像網(wǎng)上銀行、電子商務(wù)等這樣的服務(wù)上；客戶和服務(wù)器必須被驗(yàn)證且連接必須被加密；同樣還需阻止入侵者以便數(shù)據(jù)在傳輸過程中不會(huì)被修改；用戶要確信正在被使用的服務(wù)確實(shí)就是它想要的服務(wù)。 WTLS 是在 TLS 基礎(chǔ)上經(jīng)過修改和調(diào)整發(fā)展而來的。 第二章 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用開發(fā)技術(shù) 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 近年來，信息技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)日益進(jìn)入每一個(gè)人的生活中，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的要求也不斷提高，希望在 5W (WHOEVER、 WHENEVER、 WHEREVER、 WHOMEVER、 WHATEVER)情況下進(jìn)行相互通信，計(jì)算機(jī)與通信兩個(gè)領(lǐng)域的逐步融合、相互滲透，也促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷完善提高。因有線網(wǎng)絡(luò)“接入點(diǎn)的固定和有限使得用戶不便移動(dòng)辦公”接入網(wǎng)絡(luò)；此外多個(gè)網(wǎng)絡(luò)互連、或者由于布線的多方限制、或者因?yàn)樽庥脤＞€的高昂成本，使網(wǎng)際互連遇到障礙。無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是安裝時(shí)間短、增加用戶或更改網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)靈活、經(jīng)濟(jì)，可提供無線覆蓋范圍內(nèi)的全功能漫游服務(wù)。數(shù)據(jù)加密 是無線網(wǎng)絡(luò)必備的一環(huán)，它能有效提高其安全性。最初的模擬系統(tǒng)只能采用FDMA，頻譜利用率受到限制，容量有限，保密性差，提供業(yè)務(wù)少，不能滿足近年來日益增長(zhǎng)的用戶需求，因此第二代數(shù)字 系統(tǒng)的出現(xiàn)成為必然。 隨著人們對(duì)移動(dòng)通信要求的日益提高，現(xiàn)今存在的各種系統(tǒng)無論從系統(tǒng)容量、數(shù)據(jù)傳輸率等許多方面都顯得力不從心，開發(fā)一種全新的數(shù)字系統(tǒng)己勢(shì)在必行。 GPRS 是疊加在 GSM 網(wǎng)上的一個(gè)有分組能力的無線接口，是一個(gè)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢沓休d平臺(tái)，它是 GSM 規(guī)范階段 2的一部分。 GGSN 負(fù)責(zé) GPRS網(wǎng)絡(luò)和其它分組交換網(wǎng) (例如 Intemet 和 網(wǎng)等 )以及 GPRS 網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)。由于處理能力和外形因素 (formfactor)的根本限制，手持設(shè)備一般有以下特點(diǎn) : 管理學(xué)院院 (系 ) 信管 2K11 班 學(xué)生 葛磊 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 共 30頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 較小的 CPU 處理能力； 較小的內(nèi)存 (ROM 和 RAM)； 有限的電源供給； 較小的顯示屏； 不同的輸入設(shè)備； 由于這些限制，無線手持設(shè)備的用戶接口與桌面計(jì)算機(jī)的接口是完全不同的，這些限制在不遠(yuǎn)的將來是不可能發(fā)生驚人變化的。隨著差別的解決，標(biāo)準(zhǔn)將繼續(xù)改進(jìn)以便與可利用的功能和市場(chǎng)需要保持同步。 WAP 標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)使每 MHZ 將容納更多的用戶，因?yàn)樗詷O其有效的水平來使用可利用帶寬，在給定的帶寬范圍內(nèi)接收更多用戶的后果將降低供應(yīng)商和用戶的費(fèi)用。 無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作組任務(wù)為研究 1Mbps和 2Mbps 數(shù)據(jù)速率、工作在 開放頻段的無線設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的全球標(biāo)準(zhǔn)，并于 1997 年 6 月公布了該標(biāo)準(zhǔn)，它是第一代無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一。在物 理層中，定義了兩個(gè)燈傳輸方法和一個(gè)紅外線傳輸方法， RF 傳輸方法采用擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)來滿足絕大多數(shù)國(guó)家工作規(guī)范。紅外線傳輸方法工 作在 850nm950nm 段，峰值功率為 2W，使用 4或 16 電平pulsepositioning 調(diào)制技術(shù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)速率為 1Mbps 和 2Mbps。其目的是在小范圍內(nèi)將各種移動(dòng)通信設(shè)備、固定通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其終端設(shè)備、各種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)系統(tǒng) (包括數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z象機(jī)等 )甚至各種家用電器，使用一種廉價(jià)的無線電纜（ Wireless Cable）方法將它們連接起來。因此在移動(dòng)電話和各種便攜式通信設(shè)備之間建立近距離無線移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)中“藍(lán)牙”就格外引人注目，認(rèn)識(shí)與研究藍(lán)牙技術(shù)也就顯得意義重大，“藍(lán)牙”的系統(tǒng)功能框圖如圖 22所示。 (4)采用 FM 調(diào)制方式，降低設(shè)備的復(fù)雜性。每一個(gè)話音通 道支持 64kbps 的同步話音；異步通道支持最大速率為 721kbps、反向應(yīng)答速率為 的非對(duì)稱連接，或者是 的對(duì)稱連接。與使用 TimeDivision Multiplexing(TDM)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 (如 GSM)不同， CDMA 并不給每一個(gè)通話者分配一個(gè)確定的頻率，而是讓每一個(gè)頻道使用所能提供的全部頻譜。 1995 年，第一個(gè) CDMA 商用系統(tǒng)運(yùn)行之后， CDMA 技術(shù)理論上的諸多優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)，從而在北美、南美和亞洲等地得 到了迅速推廣和應(yīng)用。到今年 4 月，韓國(guó)有 60%的人口成為 CDMA 用戶。 WAP 把 Inter 的一系列協(xié)議規(guī)范引入到無線網(wǎng)絡(luò)中，并實(shí)際地考慮了無線網(wǎng)絡(luò)的局限性 (如較長(zhǎng)的延時(shí)和有限的帶寬等 )和無線設(shè)備的局限性 (如較小的 CPU 處理能力、較小的存儲(chǔ)器容量、較小的顯示屏幕、有限的功率以及多樣的輸入設(shè)備等 )，對(duì) Inter 中的 Web技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)化 、優(yōu)化和擴(kuò)展。它由一系列協(xié)議組成，用來標(biāo)準(zhǔn)化無線通信設(shè)備，定義用戶訪問的內(nèi)容的組織格式，以及通信使用的協(xié)議等。相對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)帶寬而言，無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬、連接可靠性及網(wǎng)絡(luò)的可預(yù)測(cè)性都相對(duì)較低，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延也比有線網(wǎng)絡(luò)大。在它的顯示屏上運(yùn)行有微瀏覽器 (microbrowser)，用戶可以采用簡(jiǎn)單的選擇鍵實(shí)現(xiàn) WAP 服務(wù)請(qǐng)求，并以無線方式發(fā)送和接收所需的信息。 網(wǎng)關(guān)。 WEB 編程模型和 WAP 編程模型 WAP 編程模型和 Web 編程模型非常相似。 Web 服務(wù)器接收到該請(qǐng)求后對(duì)其進(jìn)行解析，如果請(qǐng)求是合法的，服務(wù)器將把 URL 指定的靜態(tài)頁面的內(nèi)容或 CGI程序的輸出作為 HTTP 的響應(yīng)返回給 Web 瀏覽器。 WAP 網(wǎng)關(guān)的主要工作是將用戶終端一側(cè)的 WAP 協(xié)議和內(nèi)容服務(wù)器一側(cè)的 HTTP 協(xié)議互相轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)用戶終端和內(nèi)容服務(wù)器的通信。網(wǎng)關(guān)為內(nèi)容服務(wù)器充當(dāng)中間層。但與網(wǎng)關(guān)不同的是，代理服務(wù)器需要代表客戶端向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。我們通常把網(wǎng)關(guān)和代理服務(wù)器這管理學(xué)院院 (系 ) 信管 2K11 班 學(xué)生 葛磊 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 共 30頁 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 兩個(gè)詞混用。 因?yàn)?WAP論壇盡可能地使用現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)，所以 WAP 和 Web 編程模型是十分類似的，這給開發(fā)者帶來了非常明顯的好處 :可以使用現(xiàn)有的 Web知識(shí)來創(chuàng)建 WAP應(yīng)用。 WAP 協(xié)議棧的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) [2] WAP 協(xié)議棧和 WWW 協(xié)議棧一樣，有著清晰的層次結(jié)構(gòu)，各層完成特定的功能。當(dāng)前的無線網(wǎng)絡(luò)中存在著各種各樣的承載網(wǎng)絡(luò)，它們的傳輸速率和數(shù)據(jù)傳輸方式各不相同， WDP 協(xié)議針對(duì)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì) 量提供了不同服務(wù)等級(jí)間的補(bǔ)償平衡，使位于其上的 WAP 協(xié)議層無須考慮到不同的網(wǎng)絡(luò)層服務(wù) (如網(wǎng)絡(luò)吞吐量，誤碼率和延時(shí)等 )帶來的差異。 WDP 層為上層協(xié)議所提供的服務(wù)主要包括 : 1. 地址服務(wù) WDP 層的地址服務(wù)主要通過端口號(hào)來實(shí)現(xiàn)， WDP 依靠端口號(hào)來區(qū)分與它通信的不同的高層協(xié)議，這些高層協(xié)議主要 指 WSP、 WTP 和郵件應(yīng)用程序。 WDP 對(duì)下層數(shù)據(jù)包的分段和重組功能，主要有長(zhǎng)格式和短格式兩種，其拆分方法如圖32 示。 MaxFragrnents用來標(biāo)識(shí)下層數(shù)據(jù)報(bào)被拆成多個(gè) WDP數(shù)據(jù)包后，數(shù)據(jù)包的總數(shù)。但 WDP 仍有錯(cuò)誤控制機(jī)制，這種機(jī)制類似 TCP/IP 協(xié)議中的 ICMP 協(xié)議，稱為 WCMP，它將接收方出現(xiàn)的緩沖區(qū)溢出、宕機(jī)等異常情況向發(fā)送方匯報(bào)，而不 是針對(duì)每個(gè)消息作出證實(shí)。 在 Web 中采用安全套接字分層協(xié)議 (SSL)、數(shù)字證書、用戶名 /口令或數(shù)字簽名來保證系統(tǒng)的安全。由于論文中沒有涉及兩者間的細(xì)小差別，本論文中這兩個(gè)名字等價(jià)。 WAP 網(wǎng)關(guān)和移動(dòng)用戶之間的安全通信使用 WTLS 協(xié)議。有關(guān)安全性的問題將在以后章節(jié)討論。第一類服務(wù)可以建立安全通信的通道，但沒有對(duì)通信雙方的身份進(jìn)行鑒權(quán)。 .第三類服務(wù) (class3)除完成第二類服務(wù)的功能外還可以交換客戶證書，在服務(wù)器鑒別的基礎(chǔ)上，又增加了客戶鑒別，對(duì)惡意的用戶冒充也能進(jìn)行抗擊。記錄層的功能是對(duì)稱的，客戶 /服務(wù)器完全一樣。 WTP 層描述 [7] WTP(Wireless Transaction Protocol )又稱無線事務(wù)處理協(xié)議，這里事務(wù) (transaction)的含義為微瀏覽器瀏覽 WAP 信息時(shí)，向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，并得到服務(wù)器響應(yīng)，一來一去這樣一個(gè)過程。對(duì)于發(fā)起方，當(dāng)請(qǐng)求消息發(fā)出后，事務(wù)便結(jié)束了。其處理過程如下 :發(fā)起方 向接收方發(fā)出請(qǐng)求消息，接收方確認(rèn)該請(qǐng)求消息。如果具有用戶確認(rèn)功能，按收方的 WTP 用戶可在發(fā)確認(rèn)消息前先驗(yàn)證請(qǐng)求。如果接收方在驗(yàn)證請(qǐng)求時(shí)超時(shí)，接收方可在發(fā)送結(jié)果前先發(fā)送“掛起”消握 手 協(xié) 議 層 記