WiMAX无线通信：AES-CCM加密算法在嵌入式系统中的实现

本文主要探讨了WiMAX无线通信设备中数据传输的安全加密方案，通过集成AES-CCM加密算法和ARM+VxWorks嵌入式系统来提升设备的安全性。 在现代通信技术的发展中，嵌入式系统已经成为增强通信设备功能的关键元素，WiMAX无线通信设备也不例外。为了确保数据在传输过程中的安全，设计安全技术时必须考虑与嵌入式系统的融合。文章提出了一个基于AES-CCM加密算法和ARM处理器搭载VxWorks操作系统平台的WiMAX无线接入设备的加密解决方案。 AES-CCM（Counter with Cipher Block Chaining-Message Authentication Code）模式是一种兼顾加密和认证的高效工作模式。它利用AES对称密码，结合计数器和块链消息认证码，为数据保密和完整性提供了保障。CCM模式的运作涉及到分组密码算法、密钥、计数器函数、格式化函数以及鉴别标记长度等参数，通过特定步骤完成加密和解密过程，确保数据在传输过程中不被篡改。 AES算法本身由字节代换、行移位、列混淆和轮密钥加四个阶段组成，这些操作在10轮迭代后生成加密密文。此过程保证了数据的高度安全性。在WiMAX应用中，802.16协议规定了PDU数据包的加密结构，其中部分包头和PN（Packet Number）不参与加密，但PN用于防止重放攻击，防止恶意用户重复发送旧的数据包。尽管CCM模式提高了攻击的难度，但未加密的PN仍然可能成为攻击的切入点。 为了进一步优化CCM在WiMAX中的应用，文章指出可能需要改进包头和PN的处理方式，比如增强其安全性，防止被恶意利用。通过这样的改进，可以更好地保护WiMAX网络中的数据传输，提升整体网络的安全水平，抵御潜在的网络安全威胁。 本文的研究着重于WiMAX通信设备中数据加密的实现，特别是通过AES-CCM算法和嵌入式系统实现的解决方案。这不仅强化了WiMAX的安全性能，也为未来无线通信设备的安全设计提供了有价值的参考。