fpga控制mems强链的移动硬盘加密系统设计

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1、摘要上海交通大学硕士研究生学位论文FPGA控制MEMS强链的移动硬盘加密系统设计摘要移动硬盘在数据存储领域的作用越来越大，人们对硬盘信息安全性越来越重视。对移动硬盘数据进行加密处理，是当前保护数据安全的主要趋势和手段。传统ATA硬盘密码锁或软件加密的方式，存在着降低系统性能和自身安全性等问题。硬件加密的方式，破解难度大，安全性能高，不占用系统性能，密钥保存方式多样，得到越来越广泛应用。除此之外，传统移动硬盘加密系统的身份认证功能都不够安全，能够通过系统后门进入的非法用户还是可以读取硬盘信息，硬盘的安全保密作用大大降低。ME

2、MS强链作为一种高安全保证器件，既可用来为加密系统提供身份认证功能，还可生成物理密钥参与加解密过程。本文设计的新一代移动硬盘加密系统就是基于MEMS强链的高安全性，融身份认证和数据加密于一体，利用其特殊机械结构产生的物理密钥来加密硬盘数据的系统。与传统软件加密方法相比，该系统在不损失系统性能的基础上，大大提高了系统的安全性。与以往的硬件加密方式相比，该系统独特的物理密钥获取方式，大大提高了破解难度。此外，该加密系I摘要上海交通大学硕士研究生学位论文统还具有对主机和硬盘完全透明、稳定性和传输速率高等特点，能够广泛应用于军事、

3、国防等安全级别要求极高的场合。本文围绕移动硬盘加密系统的设计框架，完成了USB接口控制器的电路设计、ATA协议接口控制器的电路设计、MEMS强链的控制和AES加密算法的实现。本论文完成移动硬盘加密系统的初始演示原型。测试结果表明，该系统实现了数据透明加密和身份认证功能，在UltraDMA模式2下读写数据的传输速率能够达到17MB/s。关键词：MEMS强链，ATA硬盘控制器，物理密钥，数据加密IIABSTRACT上海交通大学硕士研究生学位论文DESIGNOFPORTABLEHARD-DISKENCRYPTIONSYSTEMB

4、ASEDONMEMSSTRONG-LINKCONTROLLEDBYFPGAABSTRACTWiththeincreasinglyimportantroleportableharddiskplayedinthefieldofdatastorage,peoplepaidmoreandmoreattentiontotheinformationsecurity.Themaintrendandmeanstoprotectthedatasecurityisharddiskdataencryption.Althoughencryptio

5、nbysoftwarecanworkconveniently,itsapplicationislimitedtothesimpledecryptionandtoomuchsystemresourcecost.Hardwareencryption,whichissuretobewidelyused,isnotonlyindependentonsystemresource,butalsohasthereliablemethodsofkeymanagement.Inaddition,theauthenticationfeatur

6、esoftraditionalportableharddiskencryptionsystemarenotsecureenoughtopreventtheillegalusersreadingdatafromtheharddiskthroughthebackdoor.Asahighconfidentialitydevice,MEMSstrong-linkcanbeusedfortheencryptionsystemtoprovideauthenticationfunctionandphysicalkeyIIIABSTRAC

7、T上海交通大学硕士研究生学位论文generation.Inthispaper,theportableharddiskencryptionsystem(PHES)basedonMEMSstrong-linkisdesignedasanovelhardwareencryptionsystem,whichwillbewidelyusedintheinformationsecurity,militaryandothersafetyrequirementsfield.PHEScombinedthedataencryptionwith

8、authenticationinone,andusedthephysicalkeygeneratedbyitsspecialmechanicalstructuretoencryptdataonharddisk,makingitverydifficulttobecracked.Comparedwithso