fpga在ide数据加密中应用和的研究

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1、上海交通大学工程硕士学位论文摘要FPGA在IDE数据加密中的应用与研究摘要随着信息化发展进程的加快，便携式设备存储成本的下降，越来越多的人将大量的个人资料存储在便携式设备上，如移动硬盘和CD-ROM等，谁都不希望自己在光盘丢失的情况下，而资料却被别人获得。本文所研究的IDE桥接通道提供两套ATA/ATAPI规范的ATA接口，一个与普通的ATA接口设备相接，如硬盘、CD-ROM等，另一个与PC主板上的IDE接口相连。系统由FPGA来实现ATA接口协议，从而实现对数据的截获、处理和转发，数据传输支持PIO和UltraDMA两种模式。系统提供32位的标准总线接口，以方便客户提供加

2、密模块的嵌入。当用户将自己的加密模块嵌入系统，然后将本系统串在PC和存储设备之间，则能实现对数据的加解密操作。当对介质进行写操作时，PC发下的数据流被加密后存到介质中，解密时进行反操作。论文的工作重点主要有以下几个方面的内容：FPGA及VerilogHDL语言的研究，以及通过FPGA实现ATA协议和IDE接口。深入研究ATA协议，分析如何将密钥模块嵌入系统，重点研究如何用FPGA实现AES加密算法和计算机硬件底层接口协议的方法。详细介绍了Xilinx公司Spartan-3E结构及FPGA的软件流程图，最终用FPGA构建一个IDE通道和密钥模块接口。关键词：FPGA，ATA，

3、IDE，AES第I页上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTDISSERTATIONTEMPLATEFORMASTERDEGREEOFENGINEERINGINSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYABSTRACTWithinformatizationdevelopmentandthecostofportablestorescomingdown,moreandmorepeoplestorelargeamountofindividualdataontheportableequipment(harddiskorCD-ROMetc.).Noonecanaccep

4、tthatthedataisgainedbyothers,whenhelostthestorages.TheIDEbridgethatwestudiedprovidestwosetsofstandardATA/ATAPIATAinterfaces.OneinterfaceconnectstheATAdevicestorages(harddiskorCD-ROMetc.)andanotherconnectthehostdevice(PC).ThesystemrealizetheATAinterfacebyusingtheFPGAandcanintercept,capture,

5、translateandhandlethedata.ThedatatransmissionsupportsPIOandUltraDMAprotocols.Forsystemprovides32-bitgeneralbusinterfaceandthebusprovidesimplantingtheencryptionmoduleforcustomer,customercanembedtheirencryptionmoduleintosystem.WhenconsumeraddthesystembetweenPCandstorages,theycanenryptallthed

6、ata.ThesystemwillencryptdatastreamandwritetothestoragesWhenPCwritethedatatostorages.Othewise,thesystemwilldecryptdatastreamandsendtoPCwhenPCrequiretoreadstorages.Thethesiscontainsthefollowingseveralcontents:ResearchingtheFPGAandVerilogHDL,RealizingtheATAprotocolandIDEinterfacebyusingFPGA,R

7、esearchinghowtoembedtheencryptionmoduleinthesystem.WestudythemethodhowtouseFPGAtorealizeAESandabottomhardwareinterfaceagreementonpriorityandintroduceSpartan-3EstructureproducedbyXilinx.Atlast,weconstructIDEchannelandencryptionmoduleusingFPGA.第II页上海交通大学工程硕士学位论文