国产精品1024永久观看,大尺度欧美暖暖视频在线观看,亚洲宅男精品一区在线观看,欧美日韩一区二区三区视频,2021中文字幕在线观看

  • <option id="fbvk0"></option>
    1. <rt id="fbvk0"><tr id="fbvk0"></tr></rt>
      <center id="fbvk0"><optgroup id="fbvk0"></optgroup></center>
      <center id="fbvk0"></center>

      <li id="fbvk0"><abbr id="fbvk0"><dl id="fbvk0"></dl></abbr></li>

      一種基于fpga芯片的pci-e的高速密碼卡的制作方法

      文檔序號:4513803閱讀:429來源:國知局
      專利名稱:一種基于fpga芯片的pci-e的高速密碼卡的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及一種信息安全領域,具體地說是一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡。
      背景技術
      隨著計算機網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展,人們對網(wǎng)絡環(huán)境和網(wǎng)絡信息資源的依賴程度日漸加深。近年來,網(wǎng)絡信息安全的問題日漸嚴重,計算機犯罪案件數(shù)量急劇上升,已經成為普遍的國際性問題。網(wǎng)絡信息安全問題的根源一方面來自網(wǎng)絡自身的安全缺陷,如網(wǎng)絡協(xié)議的不安全和業(yè)務的不安全;另一方面是人為的因素,例如因管理不善導致的黑客攻擊。計算機網(wǎng)絡已經成為當;今信息化社會發(fā)展的重要保證,網(wǎng)絡信息安全關系到國家主權的安全、社會的穩(wěn)定,關系到公私財物和個人隱私的安全。正是由于網(wǎng)絡信息安全問題的存在,所以大量網(wǎng)絡中存儲和傳輸?shù)闹匾獢?shù)據(jù)需要得到有效的保護。

      發(fā)明內容
      本發(fā)明的技術任務是提供一種有效的解決網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)安全的問題,提供高效的防偽措施的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡。本發(fā)明的技術任務是按以下方式實現(xiàn)的,該密碼卡包括FPGA芯片、SMl密碼算法芯片、FPGA配置芯片、晶體振蕩器、電源芯片1、電源芯片2、電源芯片3、程序下載口 K1、程序調試口 K2、PC1-E總線;FPGA芯片內部包括PC1-E IP硬核、狀態(tài)機、雙端口 RAM,PC1-EIP硬核與物理的PC1-E總線相連,狀態(tài)機與SMl密碼算法芯片相連實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互,雙端口 RAM連接FPGA配置芯片,通過FPGA配置芯片實現(xiàn)配置程序與數(shù)據(jù)的存儲;晶體振蕩器與FPGA芯片相連并提供工作時·鐘頻率給FPGA芯片的應用層,且晶體振蕩器通過FPGA芯片分頻出時鐘頻率供給SMl密碼算法芯片,作為SMl密碼算法芯片的工作時鐘頻率;PC1-E總線的電壓輸出連接到電源芯片1,電源芯片I連接到電源芯片2及電源芯片3,電源芯片2連接FPGA芯片及SMl密碼算法芯片,電源芯片3連接FPGA芯片內部的PC1-E IP硬核,程序下載口 Kl和程序調試接口 K2均與FPGA芯片連接。作為密碼卡核心的FPGA芯片選用美國Altera公司Cyclone IV系列的EP4CGX30CF23C6型號芯片,F(xiàn)PGA芯片利用PC1-E IP硬核實現(xiàn)與PC1-E總線的連接,設置雙端口 RAM實現(xiàn)配置程序與數(shù)據(jù)的存儲,并利用可編程技術、通過狀態(tài)機實現(xiàn)對SMl密碼算法芯片的邏輯控制。EP4CGX30CF23C6型號芯片總引腳數(shù)為484,BGA封裝,可利用的I/O管腳為307個,內含29440個LE,135KB的片內RAM,80個18X 18的乘法器,4個高速串行收發(fā)器和I個PC1-E 硬核 IP。SMl密碼算法芯片為SSX30-D型號芯片。國家密碼管理局推薦的SSX30-D型號芯片為高性能分組密碼算法芯片,實現(xiàn)SMl對稱密碼算法。該分組密碼算法的分組長度為128比特,密鑰長度為128比特。該SSX30-D型號芯片具有電子密本模式(ECB)、分組連接模式(CBC)以及單總線、雙總線兩種工作方式。SSX30-D型號芯片內部具有高速流水線,使數(shù)據(jù)輸入、運算、數(shù)據(jù)輸出并行進行,在電子密本模式雙總線工作方式下加解密速率最高可達1.4Gbps。SSX30-D型號芯片安全性高,能有效保證用戶進行交易時數(shù)據(jù)的安全性。FPGA配置芯片采用Altera公司的EPCS128型號芯片,F(xiàn)PGA配置芯片用來存儲配置程序,F(xiàn)PGA配置芯片與FPGA芯片相連,每次上電后FPGA芯片需要讀取FPGA配置芯片里的配置程序進行密碼卡的配置與初始化。EPCS128型號芯片其容量為16MB,flash結構。晶體振蕩器采用IOOMHz的有源晶體振蕩器,晶體振蕩器與FPGA芯片相連,F(xiàn)PGA芯片通過自身內部的鎖相環(huán)倍頻出125MHz時鐘頻率作為FPGA芯片的應用層的工作時鐘頻率,F(xiàn)PGA芯片通過自身內部的鎖相環(huán)分頻出20MHz時鐘頻率供給SMl密碼算法芯片作為SMl密碼算法芯片的工作時鐘頻率。電源芯片I采用美國Linear公司的LTM4602型號電源轉換芯片,電源芯片I連接PC1-E總線,將PC1-E總線的12V電壓轉換為5V電壓輸出,供該密碼卡使用。電源芯片2采用美國TI公司的TPS767D301型號電源轉換芯片,將電源芯片I轉換的5V電壓轉換為兩路3.3V和2.5V電壓,分別供給FPGA芯片的I/O引腳和鎖相環(huán)引腳;另外3.3V電壓也供給SMl密碼算法芯片使用。電源芯片3采用美國TI公司的TPS54612PWP型號電源轉換芯片,將電源芯片I轉換的5V電壓轉換為1.2V電壓,供FPGA芯片內部的PC1-E IP硬核使用。程序下載 接 口 Kl通過連接線連接到主機,將程序經FPGA芯片下載到FPGA配置芯片中。程序調試接口 K2為JTAG 口,通過連接線連接到主機,在該密碼卡調試的過程中將程序下載至FPGA芯片中。在該密碼卡調試的過程中,F(xiàn)PGA芯片內部自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTap,可以在密碼卡的顯示器上清楚的顯示各信號的時序波形,從而方便了程序的修改和調試。利用FPGA芯片的PC1-E IP硬核技術實現(xiàn)了 PC1-E總線的接口邏輯,并通過FPGA芯片的狀態(tài)機控制SMl密碼算法芯片片的高效運行,對數(shù)據(jù)快速處理
      FPGA,英文全稱Field — Programmable Gate Array,即現(xiàn)場可編程門陣列。FPGA芯片主要包括:可編程輸入輸出單元(Ι0Β)、基本可編程邏輯單元(CLB)、完整的時鐘管理(DCM)、嵌入式塊RAM (BRAM)、豐富的布線資源、內嵌的底層功能單元、嵌入式硬核。本發(fā)明的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,主要用于信息安全領域的數(shù)據(jù)加解密操作,具有以下優(yōu)點:
      1、采用了國家密碼管理局推薦的高安全性的密碼算法芯片,因此數(shù)據(jù)很難被篡改,從而可以滿足信息安全領域對數(shù)據(jù)進行安全防護的要求;
      2、主要用于信息安全領域的數(shù)據(jù)加解密操作,實現(xiàn)了PC1-E總線的接口邏輯;
      3、該密碼卡具有速度快、效率高、功耗小的優(yōu)點;因而,具有很好的推廣使用價值。


      下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。附圖1為一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡的結構框圖。
      具體實施例方式參照說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡作以下詳細地說明。實施 例:
      本發(fā)明的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,該密碼卡包括FPGA芯片、SMl密碼算法芯片、FPGA配置芯片、晶體振蕩器、電源芯片1、電源芯片2、電源芯片3、程序下載口 K1、程序調試口 K2、PC1-E總線;FPGA芯片內部包括PC1-E IP硬核、狀態(tài)機、雙端口 RAM,PC1-E IP硬核與物理的PC1-E總線相連,狀態(tài)機與SMl密碼算法芯片相連實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互,雙端口 RAM連接FPGA配置芯片,通過FPGA配置芯片實現(xiàn)配置程序與數(shù)據(jù)的存儲;晶體振蕩器與FPGA芯片相連并提供工作時鐘頻率給FPGA芯片的應用層,且晶體振蕩器通過FPGA芯片分頻出時鐘頻率供給SMl密碼算法芯片,作為SMl密碼算法芯片的工作時鐘頻率;PC1-E總線的電壓輸出連接到電源芯片1,電源芯片I連接到電源芯片2及電源芯片3,電源芯片2連接FPGA芯片及SMl密碼算法芯片,電源芯片3連接FPGA芯片內部的PC1-E IP硬核,程序下載口 Kl和程序調試接口 K2均與FPGA芯片連接。作為密碼卡核心的FPGA芯片選用美國Altera公司Cyclone IV系列的EP4CGX30CF23C6型號芯片,F(xiàn)PGA芯片利用PC1-E IP硬核實現(xiàn)與PC1-E總線的連接,設置雙端口 RAM實現(xiàn)配置程序與數(shù)據(jù)的存儲,并利用可編程技術、通過狀態(tài)機實現(xiàn)對SMl密碼算法芯片的邏輯控制。EP4CGX30CF23C6型號芯片總引腳數(shù)為484,BGA封裝,可利用的I/O管腳為307個,內含29440個LE,135KB的片內RAM,80個18X 18的乘法器,4個高速串行收發(fā)器和I個PC1-E 硬核 IP。SMl密碼算法芯片為SSX30-D型號芯片。國家密碼管理局推薦的SSX30-D型號芯片為高性能分組密碼算法芯片,實現(xiàn)SMl對稱密碼算法。該分組密碼算法的分組長度為128比特,密鑰長度為128比特。該SSX30-D型號芯片具有電子密本模式(ECB)、分組連接模式(CBC)以及單總線、雙總線兩種工作方式。SSX30-D型號芯片內部具有高速流水線,使數(shù)據(jù)輸入、運算、數(shù)據(jù)輸出并行進行,在電子密本模式雙總線工作方式下加解密速率最高可達1.4Gbps。SSX30-D型號芯片安全性高,能有效保證用戶進行交易時數(shù)據(jù)的安全性。FPGA配置芯片采用Altera公司的EPCS128型號芯片,F(xiàn)PGA配置芯片用來存儲配置程序,F(xiàn)PGA配置芯片與FPGA芯片相連,每次上電后FPGA芯片需要讀取FPGA配置芯片里的配置程序進行密碼卡的配置與初始化。EPCS128型號芯片其容量為16MB,flash結構。晶體振蕩器采用IOOMHz的有源晶體振蕩器,晶體振蕩器與FPGA芯片相連,F(xiàn)PGA芯片通過自身內部的鎖相環(huán)倍頻出125MHz時鐘頻率作為FPGA芯片的應用層的工作時鐘頻率,F(xiàn)PGA芯片通過自身內部的鎖相環(huán)分頻出20MHz時鐘頻率供給SMl密碼算法芯片作為SMl密碼算法芯片的工作時鐘頻率。
      電源芯片I采用美國Linear公司的LTM4602型號電源轉換芯片,電源芯片I連接PC1-E總線,將PC1-E總線的12V電壓轉換為5V電壓輸出,供該密碼卡使用。電源芯片2采用美國TI公司的TPS767D301型號電源轉換芯片,將電源芯片I轉換的5V電壓轉換為兩路3.3V和2.5V電壓,分別供給FPGA芯片的I/O引腳和鎖相環(huán)引腳;另外3.3V電壓也供給SMl密碼算法芯片使用。電源芯片3采用美國TI公司的TPS54612PWP型號電源轉換芯片,將電源芯片I轉換的5V電壓轉換為1.2V電壓,供FPGA芯片內部的PC1-E IP硬核使用。程序下載接口 Kl通過連接線連接到主機,將程序經FPGA芯片下載到FPGA配置芯片中。程序調試接口 K2為JTAG 口,通過連接線連接到主機,在該密碼卡調試的過程中將程序下載至FPGA芯片中。在該密碼卡調試的過程中,F(xiàn)PGA芯片內部自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTap,可以在密碼卡的顯示器上清楚的顯示各信號的時序波形,從而方便了程序的修改和調試。本發(fā)明的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,一次業(yè)務流程如下:
      1、通過上層軟件設置好需要傳送的待加密(解密)的數(shù)據(jù)包,設置FPGA芯片的相關命令。2、啟動數(shù)據(jù)傳輸,將數(shù)據(jù)包通過PC1-E總線依次傳入FPGA芯片的雙端口 RAM區(qū)。3、待所有數(shù)據(jù)包傳輸完成后,F(xiàn)PGA芯片設置相關進程,啟動狀態(tài)機。

      4、SMl密碼算法芯片開始工作,此時FPGA芯片等待運算的完成。5.SMl密碼算法芯片運算完成后再由狀態(tài)機的控制將加密(解密)后的數(shù)據(jù)傳回到雙端口 RAM區(qū)相應的地址范圍內。待所有數(shù)據(jù)傳完之后狀態(tài)機產生中斷信號,F(xiàn)PGA芯片之后通過PC1-E總線將運算完成的數(shù)據(jù)傳回到主機。至此完成了該密碼卡的一次業(yè)務流程。本發(fā)明的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,除說明書所述的技術特征夕卜,均為本專業(yè)技術人員的已知技術。
      權利要求
      1.一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,其特征在于該密碼卡包括FPGA芯片、SMl密碼算法芯片、FPGA配置芯片、晶體振蕩器、電源芯片1、電源芯片2、電源芯片3、程序下載口 K1、程序調試口 K2、PC1-E總線;FPGA芯片內部包括PC1-E IP硬核、狀態(tài)機、雙端口 RAM,PC1-E IP硬核與物理的PC1-E總線相連,狀態(tài)機與SMl密碼算法芯片相連實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互,雙端口 RAM連接FPGA配置芯片,通過FPGA配置芯片實現(xiàn)配置程序與數(shù)據(jù)的存儲;晶體振蕩器與FPGA芯片相連并提供工作時鐘頻率給FPGA芯片的應用層,且晶體振蕩器通過FPGA芯片分頻出時鐘頻率供給SMl密碼算法芯片,作為SMl密碼算法芯片的工作時鐘頻率;PC1-E總線的電壓輸出連接到電源芯片1,電源芯片I連接到電源芯片2及電源芯片3,電源芯片2連接FPGA芯片及SMl密碼算法芯片,電源芯片3連接FPGA芯片內部的PC1-E IP硬核,程序下載口 Kl和程序調試接口 K2均與FPGA芯片連接。
      2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,其特征在于FPGA芯片選用美國Altera公司Cyclone IV系列的EP4CGX30CF23C6型號芯片,F(xiàn)PGA芯片利用PC1-E IP硬核實現(xiàn)與PC1-E總線的連接,設置雙端口 RAM實現(xiàn)配置程序與數(shù)據(jù)的存儲,并利用可編程技術、通過狀態(tài)機實現(xiàn)對SMl密碼算法芯片的邏輯控制。
      3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,其特征在于SMl密碼算法芯片為SSX30-D型號芯片。
      4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,其特征在于FPGA配置芯片采用Altera公司的EPCS128型號芯片,F(xiàn)PGA配置芯片用來存儲配置程序,F(xiàn)PGA配置芯片與FPGA芯片相連,每次上電后FPGA芯片需要讀取FPGA配置芯片里的配置程序進行密碼卡的配置與初始化。
      5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,其特征在于晶體振蕩器采用IOOMHz的有源晶體振蕩器,晶體振蕩器與FPGA芯片相連,F(xiàn)PGA芯片通過自身內部的鎖相環(huán)倍頻出125MHz時鐘頻率作為FPGA芯片的應用層的工作時鐘頻率,F(xiàn)PGA芯片通過自身內部的鎖相環(huán)分頻出20MHz時鐘頻率供給SMl密碼算法芯片作為SMl密碼算法芯片的工作時鐘頻率。
      6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,其特征在于電源芯片I采用美國Linear公司的LTM4602型號電源轉換芯片,電源芯片I連接PC1-E總線,將PC1-E總線的12V電壓轉換為5V電壓輸出,供該密碼卡使用。
      7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,其特征在于電源芯片2采用美國TI公司的TPS767D301型號電源轉換芯片,將電源芯片I轉換的5V電壓轉換為兩路3.3V和2.5V電壓,分別供給FPGA芯片的I/O引腳和鎖相環(huán)引腳;另外3.3V電壓也供給SMl密碼算法芯片使用。
      8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,其特征在于電源芯片3采用美國TI公司的TPS54612PWP型號電源轉換芯片,將電源芯片I轉換的5V電壓轉換為1.2V電壓,供FPGA芯片內部的PC1-E IP硬核使用。
      9.根據(jù)權利要求1所述的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,其特征在于程序下載接口 Kl通過連接線連接到主機,將程序經FPGA芯片下載到FPGA配置芯片中。
      10.根據(jù) 權利要求1所述的一種基于FPGA芯片的PC1-E的高速密碼卡,其特征在于程序調試接口 K2為JTAG 口,通過連接線連接到主機,在該密碼卡調試的過程中將程序下載至FPG A芯片中。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種基于FPGA芯片的PCI-E的高速密碼卡,屬于信息安全領域,該密碼卡包括FPGA芯片、SM1密碼算法芯片、FPGA配置芯片、晶體振蕩器、電源芯片1、電源芯片2、電源芯片3、程序下載口K1、程序調試口K2、PCI-E總線;FPGA芯片內部包括PCI-EIP硬核、狀態(tài)機、雙端口RAM,PCI-EIP硬核與物理的PCI-E總線相連,狀態(tài)機與SM1密碼算法芯片相連實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互,雙端口RAM連接FPGA配置芯片;晶體振蕩器與FPGA芯片相連。本發(fā)明的一種基于FPGA芯片的PCI-E的高速密碼卡和現(xiàn)有技術相比,有效的解決網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)安全的問題,提供高效的防偽措施。
      文檔編號H04L29/06GK103237021SQ201310118480
      公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權日2013年4月8日
      發(fā)明者蘇振宇, 于飛, 李前 申請人:浪潮集團有限公司
      網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
      • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
      1