近年来,通信网的骨干部分已经发生了巨大的变化,而接入网却没有多大的变化.无源光网络(PON)由于其传输距离长、维护费用低廉等优点,最近已开始在接入网开始商业铺设了.在PON技术中,EPON由于其速率高、费用低、互操作性、低开销等多种特性,已由IEEE成立"第一英里以太网"(EFM)研究组802.3ah进行其标准化工作,因此EPON被认为是FTTH的最佳实现方案之一.但EPON下行是点对多点、上行是多点到点的拓扑结构;在下行方向,OLT以广播的方式将信息发送给每一个ONU,每一个ONU可以监听所有的下行流量而不会被发现;ONU共享上行信道和资源,因此EPON面临着诸多威胁,如假冒、监听和拒绝服务等等,因此EPON需要各种安全业务,如验证、加密等,来抵御不同的安全威胁.该文首先介绍了EPON的系统结构、原理和关键技术,分析了各种安全威胁和提出了多种安全业务,并对安全的不同要求提出了相应的验证业务.该文讨论的重点是加密业务,首先论证了简单的搅动算法是不适合作为EPON的加密算法,而AES加密算法则是理想的选择;而后详细介绍了AES算法的特点,并对AES加解密过程及其中间状态和变换进行了详细的分析,并在此基础上通过编程成功实现了密钥的扩展和AES算法加解密过程,而后从安全性的角度选定了EPON加密的位置、对象和加密前后帧格式的变化.首先采用完全填充法(填充最后一个分组使之构成一个完整分组的方法)实现了利用AES算法对EPON下行流量的加密,而后从效率的角度对加密方案优化:提出了半填充法和不填充法,使效率得到了较大的改进.最后在DSP硬件平台上实现了以上三种加密方案,并主要就加密时延进行了分析,在这基础上结合不同的业务进一步提出并实现了优化方案,以降低时延,并能满足不同的安全性要求.