基于fpga的单向网闸专用控制系统的设计与实现

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1、丑事未交硕士学位论文_z8I72≤9基于FPGA的单向网闸专用控制系统的设计与实现DesignandimplementationofFPGA—·basedone--wayGAP--specificcontrolsystem作者：杨翰文导师：黄伟庆北京交通大学2010年6月学位论文作者签名：卅罹缘及＼签字日期：耖7p年；月驴日、狄月j缈，●b煮吣铱哆签期师日导字签中图分类号：TP309UDC：j匕学校代码：10004密级：公开京交通大昂父迥火硕士学位论文、、，睁．．和J基于FPGA的单向网闸专用控制系统的设计与实现D

2、esignandimplementationofFPGA—basedone—wayGAP—specificcontrolsystem作者姓名：杨翰文导师姓名：黄伟庆学位类别：工科学号：08120455职称：高工学位级别：硕士学科专业：信息安全研究方向：信息安全北京交通大学2010年6月致谢本论文的工作是在我的导师黄伟庆的悉心指导下完成的，导师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来黄伟庆老师对我的关心和指导。胡延军老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大

3、的关心和帮助，在此向胡延军老师表示衷心的谢意。另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。中文摘要摘要：网闸是近几年来新兴的一种网络安全技术，它用于隔离高密级网络和低密级网络，保障信息和通讯的安全。网闸所采用的技术包括数据分片重组、协议转化、密码学、入侵检测、病毒以及关键字过滤、身份验证及审核等。单向网闸可以实现网络数据的单向流动，对于高密级网络和低密级网络之间的通信具有的重要意义。由于光电转换器件的单向性，采用光纤作为传输介质的单向网闸，可以真正的保证数据流的单向性。本文针对以光纤为传输介质的

4、单向网闸如何控制数据的发送和接收，以及如何保障数据尽量可靠传输，提出了详细的设计方案，并进行了实现。该方案基于FPGA技术，实现了数据发送和传送的控制功能，包括：差错控制、信元编码、信道编码、数据串并／并串转换。本文首先介绍了单向网闸的概念及基本原理；接着介绍了该系统所涉及一些理论基础；然后以较大的篇幅详细介绍了系统发送端和接收端在FPGA上的设计方案和实现过程，并且利用嵌入式逻辑分析仪器对硬件功能进行了验证；文章的最后介绍了上位机控制软件的基本原理和实现方法。关键词：单向网闸，FPGA，RS，CRC分类号：TP3

5、09ABSTRACTABSTRACT：Gaptechnologyisallemergingsafenetworktechnology,whichcanbeaspowerfulcurtainbetweenconfidencenetworkandnon。confidencenetwork．inrece【1tyears．Thetechnologyadoptedincludecategoriesofdmafragmentreassembly，protocolconversion,cryptography,intrusion

6、detection，virus，andkeywordfiltering，authenticationandauditandSOon．Intheconfidentialityrequiresofsecretinformation，itrequirehighsecurityclassificationdatanottolowsecurityclassificationnetwork,butthelowsecurityclassificationdatacallbetohighsecurityclassification

7、network；Ifweretainedonlytheone·waydataflowitcouldimplementtherequireofdataconfidentiality,insuchcircumstancestobringaboutthedemandforone．waygateway．Becausefibermediaconverterisunidirectional，usingfiberasthemediaofGAPcouldguaranteeunidirectionaltransport．Thethe

8、sispropoundmoredetaileddesignabouthowtocontrolone·wayGAPtosendandreceivedata，aswellasreliableprotectionofdatatransmission,thecontrolsystemofone—wayGAP．Thisdesignisrealizationofthem