摘要：本文主要介绍了基于微处理器串行接口通信的32位公钥加密算法的研究与应用。当前网络安全面临严峻挑战，本课题的研究对网络通信安全问题具有一定参考价值。本课题的主要工作是设计加密算法并用程序实现，选择合适的微处理器，然后以该微处理器为核心建立一个微处理器系统。该系统可以通过USB转串口实现和台式机的数据通信，而且在通信时可以实现加密解密。加密算法选用的是当前使用最多最具影响力的RSA公钥加密算法。
系统工作流程为：单片机系统通过USB串口与台式机相连，台式机发送给单片机一个明文数据，单片机在接收到数据之后对该数据进行加密并存储。然后再把加密后的数据发给另一台式机，台式机收到数据并解密，从而完成通信过程，保证了安全通信。本次毕设使用的密钥长度是32 位的，经研究分析可得到，在传送少量数据时，32位的密钥长度可以满足通信安全需求。但传送大量数据时，32位密钥已经不能保证通信安全，此时，我们应当使用更大长度的密钥对通信数据进行加密，从而保证数据通信安全。
关键字：串口通信，单片机，RSA算法，USB串口
目录
摘要
ABSTRACT
1 引言-1
2 公钥加密算法简介-2
2.1 密码学发展史-2
2.1.1 古典密码和近代密码-2
2.1.2 现代密码-2
2.2 加密算法分类-3
2.2.1 对称加密算法-3
2.2.2 非对称加密算法-4
2.3 RSA加密算法的描述-4
2.3.1 四个数学概念-4
2.3.2 公钥与私钥的产生-5
2.3.3 加密和解密过程-5
2.4 RSA 公钥密码体制的安全性分析-6
2.5 RSA加密算法的缺点-7
3 系统总体方案设计-8
3.1 设计方案总述-8
3.2 仿真工具介绍-9
3.2.1 Protues-9
3.2.2 VSPD和串口调试助手-9
3.3 方案功能概述-9
3.3.1 总体功能介绍-9
3.3.2 系统总体构成框图-10
4 硬件设计-11
4.1 微处理器基本介绍-11
4.1.1 微处理器的概念及特点-11
4.1.2 微处理器的组成-11
4.1.3 微处理器的分类-11
4.2 单片机选型-12
4.3 USB接口芯片简单介绍-13
4.3.1 USB接口和RS-232(DB-9)串口的对比-13
4.3.2 USB驱动安装-14
4.4 硬件电路连接-14
4.4.1 单片机最小系统电路-14
4.4.2 串口在Proteus中的应用-15
4.4.3 硬件仿真-16
5 软件设计-17
5.1 开发环境介绍-17
5.2 C开发环境及上位机程序-17
5.2.1 VC6.0简介-17
5.2.2 硬件仿真-18
5.3 RSA加密算法的C程序实现-20
5.4 串口通信程序设计-21
5.4.1 串行通信的概念及特点-21
5.4.2 串行通信的分类-21
5.5 单片机串口通信设计-22
6 结论-23
致谢-24
参考文献-25
