0 引 言

在各種通信設備和終端電子產品設計方法中，為使產品具有更強大的功能，越來越多地采用了嵌入式系統，WiMAX無線通信設備亦是如此。因此設計和開發現代網絡和通信技術中的安全技術時，必須和嵌入式技術結合在一起。本文提出和實現了一種基于AES-CCM加密算法和ARM+VxWorks嵌入式系統的WiMAX無線接入設備加密技術解決方案，并給出了算法模塊在設備中的應用方法。

1 算法實現原理

AES對稱密碼已經廣泛應用于數據的保密和數據完整性認證。在具體運用時，都會選擇一種具體的工作模式。目前AES算法已有多種工作模式，例如：ECB，CBC，CFB，OFB，CRT，CCM，GCM和AESKW。其中CCM(Counter with Cipher Block Chaining-Message Authentication Code)模式是一種同時提供加密和鑒別服務的全新操作模式。

1．1 CCM模式原理

使用CCM模式的基本條件包括，發送方和接收方定義相同的分組密碼算法Ek()(這里為AES加密算法)、密鑰K、記數器發生函數、格式化函數F()和鑒別標記長度Tlen、有效載荷長度Plen、隨機值N。加密算法過程如下：

Step 1：計算格式化函數F(N，A，P)，產生數據塊序列B0，B1，…，Br(每塊為128 b)；

格式化函數F將N，A，P整合在一起，并分組為r個數據塊。對數據塊加密，得到MAC值T，加密計數器發生函數產生的計數塊，加密所得sj和P與T異或得到密文C。解密過程則相反。

1．2 AES算法原理

AES算法加密過程由4個不同的處理階段組成，稱為：字節代換、行移位、列混淆、輪密鑰加。輸入數據數組state進行10輪上述處理后，得到加密密文。結構如圖1所示。