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GBT 15278-1994 信息处理 数据加密 物理层互操作性要求PDF文本

中华人民共和国国家标准信息处理数据加密GB/T15278-94物理层互操作性要求Information processing-Data encipherment-Physical layer interoperability requirements本标准等效采用国际标准1S09160一1988《信息处理一数据加密一物理层互操作性要求》。本标准规定了在传送自动数据处理(ADP)信息的远程通信系统中，开放系统互连(OSI)参考模型的物理层采用加密的互操作性和安全性的有关要求。本标准便于要求密码保护的数据通信设备和系统中使用的数据加密设备互操作的实现。物理层加密的目的是对抗包括业务分析在内的所有形式的被动攻击。只有在同步操作中才能提供彻底对抗业务分析的保护，这是因为在同步操作中所有比特均可加密，而在异步操作中起始和停止比特不可加密。本标准不提供对物理连接立的保护。1主题内容与适用范围本标准适用于在数据通倍物理县中加密ADP信息的系统。7 无论数据加密设备(DEE)是作为物理上独立的设备实现，还是作为数据终端设备(DTE)或作为数据电路终接设备(DCE)的一部分实现，本标准均可同等适用。当加密部分集成到DTE或DCE中时，本标准适用于DTE或DCE设计中实现本标准要求的那些部分。本标准的互操作性要求是为下述物理接定义规定的：GB3454、GB11592、GB11593,GB11599和GB11600.GB9387中描述了物理层。在物理层加密中，所有的SDU(服务数据单元)通常都被加密。本标准所描述的互操作性要求对全双工方式和半双工方式中的同步操作和异步操作均适用。本标准的正文规定了适用于使用各种加密算法的要求。附录B(参考件)举例说明使用一个64bit分组密码算法的附加要求。本标准规定了同步操作的两种可选方式：延迟选项和立即选项。这两种方式互不兼容。本标准还规定了对异步操作中断(BREAK)的两种可选动作：A类和B类。这两种动作互不兼容。2引用标准GB5271.9数据处理词汇09部分数据通信GB9387信息处理系统开放系统互连基本参考模型GB/T15277信息处理64bit分组密码算法的工作方式GB3454数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备(DCE)之间的接电路定义表CCITT议V.24GB11592公用数据网上起/止传输业务使用的数据终端设备(DTE)和数据电路终CCITT议X.20接设备(DCE)间的接GB11593公用数据网上同步工作的数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备CCITT议X.21(DCE)间的接国家技术监督局1994-12-07批准1995-08-01实施理甄Z.ZC.ET
GB/T15278-94GB11599与同步V系列调制解调器接的数据终端设备(DTE)在公用数据网上CCITT议X.21bis的用法GB11600与同步双工V系列调制解调器接的数据终端设备(DTE)在公用数据CCITT议X.20bis网上的用法GJB389.1在电话网上进行数据通信的调制解调器的维护和测试调制解调器用的CCITT议V.54环路测试设备IS07498-2信息处理系统开放系统互连基本参考模型第2部分安全体系结构3术语3.1本标准使用GB5271.9中定义的下列数据通信术语：物理层physical layer数据通信data communication数据终端设备(DTE)data terminal equipment数据电路终接设备(DCE)data circuit-terminating equipment数据电路终接设备/数据终端设备接DCE/DTE interface呼叫立call establishment数据传送data transfer测试环路test loops串行传输serial transmission异步传输asynchronous transmission起止式传蒲stat/stop transmissionJ.NE起始信号start signal停止信号stop signal同步传输synchronous transmission双工传输duplex transmission半双工传输.half duplex transmission3.2本标准使用有关标准中定义的下列术语：服务数据单元(SDU)service data unit(GB9387)物理连接physical connection(GB9387)密文ciphertext(IS07498-2)明文plaintext(IS07498-2)初始化值(TV)initializing valuc(GB/T15277)启动变量(SV)starting variable(GB/T15277)4适用的接在DEE与DTE之间，DEE与DCE之间或DEE与DTE和DCE之间如果有接，该接可以是GB3454,GB11592、GB11593,GB11599和GB11600中的一种。本标准涉及通过这些不同的接以不同方式传送而实现的物理层连接的呼叫立。既不影响DEE操作也不受DEE操作影响的控制信号应直接通过DEE,或在DEE处重新驱动。提供标准DCE/DTE接的DEE,当它向DTE转发如“发送准备好”、“数据设备准备好”或“数据准备好”等信号时，因要求完成其自身的操作，需要延迟这些控棺号。由DEE引起的延迟加上由DCE引起的延迟应符合DTE所确定的超时要求。DTE在收到上述相应的控制信号之前不应开始数据传输。理甄Z.ZC.ET
GB/T15278-944.1GB3454的接对于GB3454的互换电路，DCE使用时的从DTE到DCE的电路108(“数据终端准备好”/“把数据设备接至线路”)、从DCE至DTE的电路107(“数据设备准备好”)和从DCE到DTE的电路109(“数据信道接收线路信号检测器”)都直接通过DEE或由DEE以最小延迟重新驱动。议DEE将电路109上的接通状态延迟传送给DTE,直到DEE能在电路104(“接收数据”)上将数据传送给DTE时为止。在电路107上的接通状态传送到DTE之前，DEE不应将电路109上的接通状态传送给DTE。将DEE插入DTE/DCE接就在控制信号中引进了固有的延迟，应当考虑现有设备的超时规定。超时规定主要取决于双工传输和半双工传输。·具体须查询合适的调制解调器标准。4.1.1双工传输物理连接的呼叫立是由DEE接收到来自DCE的电路107上的接通状态来指示的。在租用线路的操作中，电路107永远处于接通。当电路109和电路106处于接通时，发送和接收数据信道均是激活的。当下列条件全部满足时DEE才将电路1O6上的接通状态传送给DTE:a.从DCE到DEE的电路I07被接通，并经DEE通到DTE.b.如果DCE要求的话，接通来自DTE的电路1O5并通到DCE。c.来自DCE的电路1O6是接通的，并且DEE的初始化操作已完成。物理连接能由下列设备清除：a.DCE,这种清除由电路107跃变成断开状态来指示，它可作为一个任选项：或b.DTE,它由电路108跃变戒断开状态来指示：或717C个二c.DEE,它由至DCE的电路108和至DTE的电路107跃变成断开状态来指示。当发生这种情况时，它指示DEE出现故障。41.2半双工传输物理连接的呼叫立是通过接收到来自DCE的电路107上的接通状态来指示的。在租用线路操作中，电路107水远处于接通。根据“请求发送”（电路105）的状态，在一个时刻，或者是发送数据信道激活，或者是接收数据信道激活。发送状态准备好（电路106接通）是在DTE和DEE将电路105接通后，由DCE指示的。接收状态准备好是由来自DCE的电路109接通来指示的。电路1O5应这样使用：它用来使得接通状态跃变总是直接通过DEE,或者由DEE以最小延迟重新驱动。至DCE的电路跃变成断开状态由DEE加以延迟，直到最后一个数据比特在“发送数据”（电路1O3)上被发送为止。在DEE初始化操作完成之后，才指示DEE到DTE的电路106接通状态。物理连接能由下列设备清除：a.DCE,这种清除由电路107跃变成断开状态来指示，它可作为一个任选项：或b.DTE,它由电路108跃变成断开状态来指示：或C,DEE,它由至DCE的电路108和至DTE的电路107跃变成断开状态来指示。当发生这种情况时，它指示DEE出现故障。注：在电路105上由接通到断开的跃变及随后的DCE电路109上由断开到接通的跃变之后不久，电路104上可能出现伪信号，为了避免伪信号引起DEE伪解密启动，DEE应与下述DCE一起使用，该DCE使用GB3454第4.3条箝位任选项：同时其电路106由断开到接通的较长响应时间应由有关DCE标准规定。4.2GB11600或GB11599的接对于GB11600和GB11599的互换电路，查询上面所述适用的GB3454双工传输操作。4.3GB11592的接对于GB11592的互换电路，物理连接的呼叫立提供了起止式传输和双工传输。它是在“接收”互Z..EI
GB/个15278-94换电路R上接收到呼叫控制字符ACK来指示的。在租用电路业务中，可以在任何时候发送和接收数据。在电路交换业务中，接收数据（接收状态准备好）可以在收到ACK之后立即进行。此状态称作“连接的”。发送数据（发送状态准备好）在ACK出现20ms以后发生，它称作“数据准备好”从DEE到DTE“连接的”状态是在DEE初始化操作完成之后由ACK来指示的.清除物理连接在进行清除的DTE处由“DCE清除证实”指示，或在被清除的DTE处由“DTE清除证实”来指示。两者都是由在电路R上传输连续的二进制“0”（即r=0)来指示的，它至少持续210ms,清除既可以由来自DTE的“DTE清除请求”、来自DCE的“DCE清除指示”来启动，也可以由DEE对DCE指示“DTE清除请求”和对DTE指示“DCE清除指示”来启动。DEE启动的清除表明DEE出现故障。4.4GB11593的接对于GB11593的互换电路，物理连接的呼叫立提供同步和双工传输。它要求从DTE到DCE的“发送”互换电路T处于接通状态。呼叫立是由“数据准备好”状态指示的，该状态由来自DCE的“指示”互换电路I跃变为接通指示。在租用电路业务中，电路I接通以作为对电路T被接通的响应。从DTE到DCE的电路T总是直接通过DEE或由DEE以最小延迟重新驱动。发送和接收数据（发送状态准备好和接收状态准备好）要在电路I接通16bit时间之后发生。从DEE到DTE的“数据准备好”"状态（即电路I接通）是在DEE初始化操作完成之后指示的。清除物理连接在进行清除的DTE处由“DCE清除证实”指示，或在被清除的DTE处由“DTE清除证实”来指示。两者都由来自DCE的电路I跃变为断开连同电路R上一串二进制“0”（即r=O,电路I“断开”)指示。清除既可以通过来自DTE的“DTE清除请求”、来自DCE的“DCE清除指示”来启动，也可以通过由DEE对DCE指示“DTE清除指示”和对DTE指示“DCE清除指示”来启动。DEE启动的清除表智体燕数x接猿奇U本标准中的“发送数据的互换电路”在GB3454、GB11600或GB11599接情况下指电路103，而在GB11592或GB11593的接情况下指电路T。本标准中的“接收数据的互换电路”在GB3454,GB11600或GB11599接情况下指电路104，而在GB11592或GB11593的接情况下指电路R。5一般要求当使用本标准使各DEE之间配合工作时，要求配合工作的组中的全部DEE满足下列条件：a.相同的密码算法。b.相同的密钥值。c.相同的V长度、IV结构和IV比特传输顺序。本标准没有规定特定的密码算法，但要求所使用的任何算法每次以单个比特或单个字符为处理单元，适应于所提供的物理层服务。注：①使用GB/T15277所规定的1bit密文反馈(C℉B1)工作方式下的分组密码算法满足本标准的要求，②附录B举例说明使用一个64bt分组密码算法进行加密时的IV要求。如果DEE之间的同步丢失并且该状态被检测出来，那么可以先清除物理连接，然后采用适合于第4章中所规定接类型的步骤重新立物理连接，由DEE或DTE强行再同步。该DEE不应启动连接重新立。6同步加密操作6.1IVIV的长度和结构可以按照应用来选择，对于配合工作的组，全部DEE的V长度和IV结构应预先理筑素前网Z..ET
GB/T15278-94商定。6.2发送一旦呼叫立物理连接并指示发送状态准备好，发送数据的互换电路就处于传号(MARK)状态。在此刻发送IV值，并且在IV的前面用单个二进制“0"bt为其定界，加密一直持续到物理连接清除或半双工传输中数据信道转换为止。传输SDU的第一个已加密数据比特应按下列选择方式中的一种，紧跟在IV传输之后进行。6.2.1选择方式A:立即第一个已加密的比特紧跟在V传输之后。6.2.2选择方式B:延迟紧跟在V之后可以发送数目不定的二进制“1”比特（传号状态）。但如果选用此方式，则该延迟状态至少应维持10ms,最长不超过50ms。在这些二进制“1”比特后紧跟单个二进制“0”比特来为数据定界，之后接第一个已加密的数据比特。6.3接收一旦呼叫立物理连接并指示接收状态准备好，接收数据的互换电路就处于传号状态。紧跟在第一个二进制“0”比特后面的V被立即接收。在选择方式A中所有随后接收的比特都被解密。在选择方式B中，接收DEE在10s内应具有识别定界的二进制“0”比特的能力，并解密以后进来的数据。在选择方式A和选择方式B中，解密都持续到清除物理连接或半双工传输中数据信道转换为止。图1表示双工传输GB3454互换电路的操作。图2和图3分别说明同步加密选择方式A和选择方式B的GB3454半双工传输的信号顺序。UDTEDEEDCEDCEDEEDTE(108)(108)(108)(108)(107)(107)(107)(107)(105(105)(109)(106)(103)(104)IV(106)(109)(103)明文(103)(104)密文密文(104)明文注：1)如果DCE要求.图1表示一个方向上数据加密的GB3454互换电路的操作理甄Z.ZC.ET
GB/T15278-94105断开1O5接通(DTE-→DEE)106接通(DEE→DTE)106斯开控制事件发送DEE输入T1101Toromoo1111411g1111105断开控制事件I06接遵(DCE·DEE)106断开STIv发送DEE输出::::::g777777e项9eo)7777777Toomviiliiu109接通(DCE+DEE)控制事件109断开ST IV接收DEE输入8::::::87777700000030Qao7777171BO0e8////41/热桑X0TEJZ8标.接收DEE输出I！I111I011991DEE数据加密设备8:::::t:IV88t::::IV初始比值0贝L！41111L41!114明文ST启动信号77777777777777ueu已加密的二进制“1”QQe00000pc0000Qeeeeeeeeeeeeece密文图2同步加密的GB3454半双工传输信号顺序，选择方式A理甄Z.ZC.ET
GB/T15278-94106斯开控制事件105接通(DTE·DEE)16接通(DEE·DTE)1106断开发送DEE输入00i出106断开I05接通(DCE·DEE)106断开控制事件STIV%发送DEE推出77771006066o007777777刀////Qt09L数目不变的二进制“1”(10-50ms)控酬事件I9接道(DCE-DEE)109斯开ST IV接收DEE输入7777G6e80D1////eeeeaa8?在小于10m5的时间内接收状态准备好航素材风，J.N接收DEE缩出011用41111114418::t::t:t::::8DEE数据如密设备IV0110101110111g0IV初始化值::Firiint明文7777777177777777八ST启动信号ultuluee已加能的进制“1”Qq0000008o3eeeeeeeeeceeeeoe密文图3同步加密的GB3454半双工传输信号顺序，选择方式B7异步加密操作注：为了提高操作的效率，议使用能进行双工传输的物理连接。7.1发送7.1.1V一旦立物理层连接并指示发送状态准备好，发送数据互换电路就处于传号状态。应将V分解成理甄Z.ZC.ET
GB/T15278-94与待加密和待传送的字符长度相等的单元来发送。该V的长度和结构可根据应用来选择。在发送和接收DEE之间，应预先商定IV长度、IV结构以及IV按发送字符的编顿。1..2启动加密在起始信号和停止信号之间已编帧的SDU字符（对应于发送数据互换电路上的诸字符）紧跟在最后一个V字符后面被加密发送。对起始和停止编帧信号不进行加密。除下面描述的中断(BREAK)以外，加密一直到要持续到清除物理连接或半双工传输中数据信道转换为止.图4说明了异步加密的启动及下面描述的A类中断操作。发送DEE输入明文脚删图一中斯期望的停止信号发送DCE轴入已如密的“0”朝硬的停止信号接收DEE输出明文已解密的“0”思画中断期望的停止信号图4异步加密的启动和A类中断操作7.1.3中断中断是用一个字符时间（或更长）的空号(SPACE)状态来表示的，DEE对中断的动作选择下面两种动作中的一种。7.1.3.1A类将中断的第一个二进制o”比特当作起始信号，对以后的n个二进制“o”比特进行加密，其中是不包含起始信号和停止信号的以比特数度量的通常字符长度。DEE不输出停止信号（传号状态）。对中断内的后续二进制“0”比特不进行加密，且DEE继续输出二进制“0”状态。图4的右侧描述了这一动作。DEE输入跃变为传号状态将引起DEE输出产生对应的跃变。随后，DEE恢复正常的操作。7.1.3.2B类在收到停止信号之前，DEE通常不输出任何字符。中断是由于未出现期望的停止信号而被检测出的。一旦检测出中断，DEE就输出一个等同的中断并同时停止加密。在适当延迟之后，中断终止，紧接着就恢复正常的操作。图5说明了B类中断操作，理甄Z.ZC.ET
GB/T15278-94发送DEE输入一发送DEE输出，接收DEE轴出图5B类中断操作SP一期望的停止信号7.2接收7.2.1启动解密一旦呼叫立物理连接并指示接收状态准备好，接收数据的互换电路就处于传号状态，按照在发送和接收DEE之间关于V长麦，结构及其按字符编航的约定，除起始信号和停止信号外，首先接收的几个字符即为V。所有贾后的字符（除起始信号和停止信号外）均被解密。除中断期间外，解密一直持续到清除物理连接或半双工传输数据信道转换为止。7.2.2中断的接收下面描述DEE接收加密形式的中断的动作，它依赖于发送DEE的操作类型。7.2.2.1A类将由已加密的二进制“0”比特组成的字符解密，若无停止信号表示中断操作已经开始。直到在DEE输入端中断终止之前，该接收DEE的输出一直保持空号状态，此后，DEE输出至传号状态的跃变并且DEE恢复正常操作。图4的右侧描述了这种操作。7.2.2.2·B类中断是由未出现停止信号而被检测出来的，在接收到停止信号之前，DEE不输出任何字符。一旦检测到中断，DEE就输出一个相同的中断并暂停解密。在适当延迟之后，中断终止，随后就恢复正常操作。图5说明了这种操作。8旁路控制设施（任选）作为一个附加的功能，物理层加密可以任选地提供加密过程旁路，以便在GB389.1、GB11599、GB11600中描述的互换电路控制下进行测试环路操作。尽管测试环路被定义为接的用户设施，但在本标准中对GB11592和GB11593的接未规定旁路控制设施。在使用此任选项时，只要来自DCE的电路142“测试指示器”处于接通且来自DTE的电路141“本地环回”或电路140“环回/维护测试”之一处于接通，就出现旁路。电路140和电路141同时处于接通被看作是一种差错状态，此时不能进入旁路方式.DEE在接上重新将任一个环回信号发送给DCE,并重新将“测试方式”发送给DTE。图6说明了这些带有本地或远程数据环回的电路的操作。理甄Z.ZC.ET
GBT15278-94本地环阳环租/维护调试10g围140或111和班尚筑wDCE10g1侧1212图6测试环路操作的如密旁路电路104-环回/维护调试；电路14-本地环阳：电路142-测试指示器；e加密功能d-解密功能理甄Z.ZC.ET
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