面向嵌入式操作系统的安全通信技术研究与实现
发布时间：2021-03-18 12:37
随着物联网（IoT）技术的不断兴起和发展,以嵌入式实时操作系统为基础的设备在物联网中扮演着关键的角色。嵌入式系统设备在物联网体系中作为关键节点的同时,这些设备之间也会进行频繁的通信。随着通信安全事件的频发,嵌入式系统之间的安全通信问题已经越来越受到人们的关注,如何使得嵌入式系统之间的通信变得安全和可靠,这一问题和目标已经成为当下计算机工程和计算机科学的重要话题。随着机器学习理论近年来的完善和创新,计算机各个领域已经逐渐开始应用机器学习技术来解决问题。本文也将会应用机器学习技术来解决安全通信问题。本文基于嵌入式操作系统,使用安全通信、密码学、机器学习等相关技术和理论,进行了系统上的安全通信技术的研究、设计和实现等工作,这些工作主要内容包括:基于嵌入式系统实现密码服务,改进加密算法,为安全通信技术提供基础支撑;使用可信计算环境,并且自主设计了一种对开发者透明化的可信计算环境,保障安全通信技术相关数据存储的安全性;基于嵌入式系统通信协议栈开发安全通信协议,比如在IP层进行IPSec协议的开发,在传输层进行SSL/TLS协议的开发;基于嵌入式系统开发安全通信应用,对系统中的通信流量进行搜集,统...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
嵌入式操作系统硬件构成图
嵌入式系统的软件也属于计算机软件，但是对比传统的软件，嵌入式系统软件具有规模小，开发工作量大，可快速启动，实时性和可靠性要求高等特点。嵌入式系统软件的体系架构如图2-2所示，自顶向下依次是应用层，中间件层，操作系统层，驱动层。图 2-2 嵌入式操作系统软件体系架构图驱动层的软件是体系架构中最底层的一层，主要负责和硬件打交道。驱动层主要包括以下几种功能的程序：（1）系统初始化程序。（2）系统所需要用到的驱动程序，这些驱动可能包括以太网驱动，串口驱动，键盘驱动等。（3）最上层应用层程序所需要的驱动程序。驱动层的程序大多由负责系统启动或者硬件相关的程序员负责开发。操作系统层的主要模块是内核、文件系统、TCP/IP 网络协议栈和电源管理等部分构成。中间件层是给嵌入式特定领域开发提供基础服务和框架的软件层。包括嵌入式 JAVA、嵌入式 WEB 等解释器或者编译器的平台。应用层是由多个相对独立的应用任务构成[1]，每个任务对应设备在实际应用中的业务逻辑，这些任务对由嵌入式操作系统统一调度。下面重点介绍下软件架构体系中的操作系统层：内核是嵌入式操作系统的基础。内核的主要功能有：（1）操作系统运行的任务的调度（2）内存管理（3）资源等待时长（4）中断管理（5）时间管理。可以说，内核是嵌入式操作系统的“管家”
标机如何连接，目前主要的方式有串口，以太网口以及 USB 等方式。嵌入式系统软件的规范的开发阶段主要有生成、调试和固化运行三个步骤。三个步骤如图2-3所示。图 2-3 嵌入式系统软件开发步骤和传统的软件开发一样，生成步骤也是编译器对源代码的编译，然后生成对应的目标文件，经过链接后，形成目标机可运行的二进制程序。和 PC 机上的生成不同的是，编译链接所用到的编译器是交叉编译器。交叉编译器是将宿主机上的源代码，编译为目标机上可以运行的二进制。调试是软件开发必不可少的一个步骤，在嵌入式软件开发过程中，调试也是12
【参考文献】：
期刊论文
[1]人工神经网络的哲学问题[J]. 林田. 科学经济社会. 2018(04)
[2]物联网技术综述[J]. 孟勋. 中国科技信息. 2018(23)
[3]计算机通信网络安全及防护措施[J]. 刘琪. 中国新通信. 2018(22)
[4]面向大数据环境的网络安全态势感知平台研究[J]. 朱义杰,杨玉龙,李帅,成建宏. 网络安全技术与应用. 2018(11)
[5]全同态加密的发展与应用[J]. 王付群. 信息安全与通信保密. 2018(11)
[6]计算机通信网络安全防护策略[J]. 张曦. 中国新通信. 2018(21)
[7]基于类3σ准则的光伏功率异常数据识别[J]. 杨茂,孟玲建,李大勇,苏欣,崔杨. 可再生能源. 2018(10)
[8]因子分解机应用[J]. 张华南. 电子技术与软件工程. 2018(19)
[9]物联网平台接入网关研究[J]. 田创,陈文艺. 信息技术. 2018(09)
[10]机器学习隐私的安全隐患[J]. 宋明成. 计算机与网络. 2018(16)
硕士论文
[1]车联网密钥管理系统设计与实现[D]. 曹启.电子科技大学 2018
[2]网联汽车入侵检测系统的研究与实现[D]. 曾凡.电子科技大学 2018
[3]车载通信终端安全加固技术的研究与实现[D]. 孙雅楠.电子科技大学 2018
[4]白盒AES的研究[D]. 董星廷.西安电子科技大学 2017
[5]IPsec下IKEv2协议的研究与实现[D]. 谢建豪.西安电子科技大学 2015
本文编号：3088336
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
嵌入式操作系统硬件构成图
嵌入式系统的软件也属于计算机软件，但是对比传统的软件，嵌入式系统软件具有规模小，开发工作量大，可快速启动，实时性和可靠性要求高等特点。嵌入式系统软件的体系架构如图2-2所示，自顶向下依次是应用层，中间件层，操作系统层，驱动层。图 2-2 嵌入式操作系统软件体系架构图驱动层的软件是体系架构中最底层的一层，主要负责和硬件打交道。驱动层主要包括以下几种功能的程序：（1）系统初始化程序。（2）系统所需要用到的驱动程序，这些驱动可能包括以太网驱动，串口驱动，键盘驱动等。（3）最上层应用层程序所需要的驱动程序。驱动层的程序大多由负责系统启动或者硬件相关的程序员负责开发。操作系统层的主要模块是内核、文件系统、TCP/IP 网络协议栈和电源管理等部分构成。中间件层是给嵌入式特定领域开发提供基础服务和框架的软件层。包括嵌入式 JAVA、嵌入式 WEB 等解释器或者编译器的平台。应用层是由多个相对独立的应用任务构成[1]，每个任务对应设备在实际应用中的业务逻辑，这些任务对由嵌入式操作系统统一调度。下面重点介绍下软件架构体系中的操作系统层：内核是嵌入式操作系统的基础。内核的主要功能有：（1）操作系统运行的任务的调度（2）内存管理（3）资源等待时长（4）中断管理（5）时间管理。可以说，内核是嵌入式操作系统的“管家”
标机如何连接，目前主要的方式有串口，以太网口以及 USB 等方式。嵌入式系统软件的规范的开发阶段主要有生成、调试和固化运行三个步骤。三个步骤如图2-3所示。图 2-3 嵌入式系统软件开发步骤和传统的软件开发一样，生成步骤也是编译器对源代码的编译，然后生成对应的目标文件，经过链接后，形成目标机可运行的二进制程序。和 PC 机上的生成不同的是，编译链接所用到的编译器是交叉编译器。交叉编译器是将宿主机上的源代码，编译为目标机上可以运行的二进制。调试是软件开发必不可少的一个步骤，在嵌入式软件开发过程中，调试也是12
【参考文献】：
期刊论文
[1]人工神经网络的哲学问题[J]. 林田. 科学经济社会. 2018(04)
[2]物联网技术综述[J]. 孟勋. 中国科技信息. 2018(23)
[3]计算机通信网络安全及防护措施[J]. 刘琪. 中国新通信. 2018(22)
[4]面向大数据环境的网络安全态势感知平台研究[J]. 朱义杰,杨玉龙,李帅,成建宏. 网络安全技术与应用. 2018(11)
[5]全同态加密的发展与应用[J]. 王付群. 信息安全与通信保密. 2018(11)
[6]计算机通信网络安全防护策略[J]. 张曦. 中国新通信. 2018(21)
[7]基于类3σ准则的光伏功率异常数据识别[J]. 杨茂,孟玲建,李大勇,苏欣,崔杨. 可再生能源. 2018(10)
[8]因子分解机应用[J]. 张华南. 电子技术与软件工程. 2018(19)
[9]物联网平台接入网关研究[J]. 田创,陈文艺. 信息技术. 2018(09)
[10]机器学习隐私的安全隐患[J]. 宋明成. 计算机与网络. 2018(16)
硕士论文
[1]车联网密钥管理系统设计与实现[D]. 曹启.电子科技大学 2018
[2]网联汽车入侵检测系统的研究与实现[D]. 曾凡.电子科技大学 2018
[3]车载通信终端安全加固技术的研究与实现[D]. 孙雅楠.电子科技大学 2018
[4]白盒AES的研究[D]. 董星廷.西安电子科技大学 2017
[5]IPsec下IKEv2协议的研究与实现[D]. 谢建豪.西安电子科技大学 2015
本文编号：3088336
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