基于nios硬盘加密卡的研究与实现

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于NIOS硬盘加密卡的研究与实现姓名：刘力申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：李晖20070101摘要在当今的信息时代，计算机已成为人们处理和存储信息的重要工具，与此同时信息安全受到越来越多人的重视。而硬盘作为计算机的主要外部存储器通常存储用户的大量的信息。这些信息中有很多涉及到个人隐私、商业机密、国家机密等，如果硬盘丢失或被他人窃取就会引起一系列的重大阀题。硬盘加密卡是设计在物理层上，以基于FPGA硬件方式实现对IDE总线上的传输数据加解密操作的硬盘数据保护设备

2、。本文通过对IDE硬盘接口的工作原理、协议、读写时序，以及数据加密的基本原理进行基础的研究，提出了一种基于NIOS软核处理器的SOPC系统硬盘数据加密设计。具体设计和研究工作如下：(1)提出硬盘加密卡系统的设计方案；(2)搭建了整个加密系统的软硬件平台以及调试环境，并对系统各个功能模块的具体实现进行了介绍；(3)完成硬盘加密卡的IDE接口设计，满足UltraDMA和PIO传输模式：(4)研究了硬盘加密卡的密钥管理方案、替代的密码算法和工作模式；(5)对SATA硬盘接口进行了研究和初步设计；关键词：硬盘加密

3、NIOSIDEUltraDMAAbs仃actAbstract‘IIltheinformationage，computerisanimportanttoolforprocessingandstoringinformation．Atthesametime，theinformationsecurityattractsmoreandmoreattention．However,嬲allextemalstoragedevice，theharddiskdriverisalwaysbeingusedforstoringh

4、ugeamountofinformation，such’嬲thepersonalconfidentialinformation，commercialsecretsandnationalconfidentihlinformation．Oncetheharddiskdriverisstolen，itwillresultinaseriesofbigproblems．TheharddiskencryptioncardbaSedonFPGA，whichcanencryptthedatatransmittedonth

5、eDEbus，isaphysical—layerdevice．usedtoprotectthedatastoredinharddisks．Onthebaseofthestudyontheworkingprinciple，theprotocol，thetimingofIDEinterfacetheharddisk，thedatastorageandtransfermechanismfortheharddisk,thispaperproposesthedesignofdataencryptionbasedon

6、NIOSintheSOPCsystem．nlemainstudyandtasksareasfollow：(1)ProposeadesignofharddiskencryptioncardwhichisbasedonNIOSembeddedsystem．(2)Thehardwareplatformalong谢tll’thedebugging-testenvironmentisbuiltup●andthemainfunctionsofthemodulesareexplained．(3)TheIDEbusint

7、erfaceisdesignedwitlltheUltraDMAandPIOtransmissionmode．(4)Akeymanagement，akindofsubstitutecryptogramarithmeticandanencryptingmodeofthesystemaredescribed．(5)TheinitialdesignandstudyofSATAinterfacearegiven．Keyword：Hard-diskEncryptionNIOSIDEUltraDMA创新性声明本人声明

8、所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：丞l丕。日期垒垒2：2：三2关于论文使用授权的说