学号：sssssssss
河南大学2014届本科毕业论文
A3算法研究及实现
The Study and Realization of Algorithm about A3
论文作者姓名： 嘻嘻嘻 作 者 学 号： aaaaaa 所 在 学 院： 所 学 专 业：
计算机与信息工程学院 计算机科学与技术 导师姓名职称： aaaa（副教授） 论文完成时间： 2014年4月29日 2014年4月29日
目 录
摘 要 ..............................................................................................................................................Ⅰ ABSTRACT .....................................................................................................................................Ⅱ 第1章 绪 论 ................................................................................................................................1
1.1 课题来源 ...........................................................................................................................1 1.2 课题背景 ...........................................................................................................................1 1.3 国内外在该方向的研究现状及分析 ................................................................................2
1.3.1 GSM中A3加密算法研究及分析 ........................................................................2 1.4 本文常用缩略语表............................................................................................................2 第2章 A3加密算法概述及开发工具Swishmax简介 ................................................................3
2.1 A3加密算法概述 ..............................................................................................................3 2.2 Swishmax软件简介与使用 ..............................................................................................4 第3章 需求分析 ............................................................................................................................7
3.1 功能需求 ...........................................................................................................................7 3.2 系统结构 ...........................................................................................................................7
3.2.1 开始动画 ................................................................................................................7 3.2.2 过程Process A 的演示 .......................................................................................8 3.2.3 过程Process B的演示 ...................................................................................... 11 3.2.4 结尾动画 .............................................................................................................. 11
第4章 系统实现 ..........................................................................................................................12
4.1 开始动画 .........................................................................................................................12 4.2 Process A过程的实现 .....................................................................................................14
4.2.1 流程图的显示.......................................................................................................14 4.2.2 初始化X[16-----31] .............................................................................................15 4.2.3 八次循环 ..............................................................................................................17 4.2.4 最后一圈循环.......................................................................................................17 4.3 Process B过程的实现 .....................................................................................................17 结 论 ..............................................................................................................................................19 参考文献 ..........................................................................................................................................20
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摘要
本课题研究了A3算法的加密过程和特点并将运行过程模拟出来，使加密过程直观地显示给用户，最终设计一个可以演示加密算法运行过程提供与用户互动的软件。该软件能演示加密算法的各个阶段，具体包括：
（1）输入两组大小为16字节的数据。 （2）两组数据产生临时数据的过程。 （3）临时数组产生应答数据的过程。 （4）加密算法的整个流程。
GSM（全球移动通信系统）占全球市场份额71%左右，凭借应用起步早、安全可靠等诸多优势，事实上已经成为手机通信的唯一标准，它的加密安全算法受到越来越多的研究。COMP128V1中的A3加密算法是GSM安全机制中的鉴权算法，它确保用户sim(用户身份模块)卡中信息安全，sim卡中的全球唯一标识数据与网络中的随机数据经A3算法产生应答数据。若正确，则用户可以进入网络，否则不能连接网络，得不到服务。GSM依靠这种机制可以确保sim卡中信息的安全。
由于算法的抽象性，所以利用多媒体进行算法的动画演示成为必要的手段。目前常用的多媒体软件有PowerPoint，Autorware,Flash等软件，但各有缺点。PPT在交互性上略逊一筹，Authorware交互性和操作性都很强，但在制作的过程中自身不能制作精良的动画片段，需要用Flash制作后导入。Flash界面复杂，不易短时间内熟练。Swishimax则没有这些缺点，而且完全兼容Flash，所以本演示系统使用Swishmax进行开发。
关键词： A3算法；Swishmax
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ABSTRACT
The project have studied how the A3 works and visual the process, with the destination that users can clearly know the process. As the consequence, I coding the program that can play the process in the flash and inter with users. It contains four stages, as followed below:
(1) input two arrays with the size of 16bites. (2) the two arrays count the temp array x (3) the temp array count the simkey
(4) the scan of the process that A3 how to work
GSM(Global System for Mobile Communication) have had the percent of 70 in the market, taking the advantage of applying eerily, security and so on, and have become the unique standard of the mobile communication. So there are many people who have studied its security. The A3, in the COMP128V1, is used to indentify users in the security mechanism of GSM and it can protect the information in the sim card. There is a label in the sim card that are unique across the global, which is called IMSI. IMSI and RAND can count the SERS. If SERS is correct, so the user can connect the network of mobile commutation and enjoy the service. Or ,it failed.
It is necessary to play the process how the algorithm works and we can use PPT, Autorware and Flash. However, they are not perfect. PPT is not strong in the interaction with users. we cannot use Autorware to make a animation clip and it is not easy for common people to use the Flash. But we have found that Swishmax is perfect and I use it to coding the program.
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Keywords: the Algorithm of A3; Swishmax;
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第1章 绪 论
1.1 课题来源
导师指定。
1.2 课题背景
GSM是全球移动通信系统（Global System for Mobile Communication）的缩写，是当今应用广泛的移动电话标准。现在全球大多数国家和地区的移动电话都使用此标准，有将近15亿用户，占移动电话全球市场份额的71%左右。GSM的信令和语言都是数字信号，区别于第一代的模拟信号。GSM创建了高质量的语音通话和廉价的可替代通话的短信息服务（SMS），创建了WAP（无线应用协议）服务使得手机可以接入互联网，还创建了GPRS（通用分组无线服务技术）服务。使用GSM的用户可以在全球漫游，运营商也可以使用不同的设备，这样用户可以在全世界使用自己的手机。
GSM安全机制的目的是在为用户提供高质量的语音通信、短信息服务、连接互联网、全球漫游等服务的同时，防止用户的通话被窃听，移动电话被盗用，信息密令和数据被截取。它的最终目的是使得无线网络像有线网络一样安全，维护运营商的商业利益，保护用户的信息。GSM安全机制只考虑移动电话和基站之间的通信安全，有三部分构成：用户身份保密性，用户身份鉴别和信令、数据保密性。
A3加密算法是一种鉴权算法，可以鉴别用户身份。使用GSM系统的手机都配有用户身份识别卡，它是可拆卸智能卡，可以保存用户数据和电话本。SIM卡里面有个非常简单的CPU和一点NVRAM（非易失性随机访问存储器），可以存储和读出数据，还可以进行一些运算。每个SIM卡都有一个全球唯一标志号（IMSI），还有16字节大小的密钥（KEY）。当手机登录手机网络的时候，网络会向手机发送一组大小为16字节的数据（RAND），手机中SIM卡通过A3加密算法将KEY和RAND运算生成4字节的应答数据（SERS），同时网络会用相同的算法产生一组4字节的数据，若与SERS相同则为合法用户，可以接入网络并为其提供服务，否则便为非法用户。这便是A3加密算法的用武之地。
由于算法的抽象性，所以往往利用多媒体进行算法的动画演示。目前常用的多媒体软件有PowerPoint，Autorware,Flash等软件，但各有缺点。PPT在交互性上略逊一筹，Authorware交互性和操作性都很强，但在制作的过程中自身不能
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