基于pci express总线的加密系统设计

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1、硕士学位论文基于PCIExpress总线的加密系统设计THEDESIGNOFENCRYPTIONSYSTEMBASEDONPCIEXPRESSBUS朱晓巍哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TP309学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于PCIExpress总线的加密系统设计硕士研究生：朱晓巍导师：韩良副教授申请学位：工学硕士学科：微电子学与固体电子学所在单位：信息与电气工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP309U.D.C:

2、621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEDESIGNOFENCRYPTIONSYSTEMBASEDONPCIEXPRESSBUSCandidate：ZHUXiaoweiSupervisor：AssociateProf.HANLiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAffiliation：SchoolofInfo

3、rmationandElectricalEngineeringDateofDefense：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着3G、4G高速网络的进一步普及，人们对高速数据传输设备的需求进一步增长，在感受到现代社会高效便捷的同时，其背后的重大隐患——数据泄露，也渐渐的浮现到人们的视野当中。加密技术是解决此类问题的重要措施，如今其应用范围已经深入到服务器、大型数据交换设备以及安全服务平台等设备领域。

4、但纵观国内近年来相关领域的研究现状，部分研究还停留在效率低下的软件加密领域，部分研究虽利用了硬件实现，却存在着工作效率不高的问题，甚至有些设备直接选择利用国外的安全芯片完成设计，存在着敏感信息泄露的严重风险。本文调研了国内外最新的加密卡技术，将PCIExpress总线与对称加密算法DES和非对称加密算法RSA密码技术相结合，辅以FPGA硬件作为运算加速设备平台，成功设计出基于PCIExpress总线的加密系统，系统兼顾采用了最新一代高速I/O数据总线，能够更好的适应设备升级带来的的硬件兼容性问题。该系统完成了DES和1024位R

5、SA两类密码算法的硬件加速，在ML555实验平台上DES的工作频率达到150MHz，RSA达到80MHz，二者的性能表现良好，满足实际需求。本文主要内容包括硬件和软件两部分，其中硬件设备实现了高速数据传输和密码运算等功能，软件部分完成了PCIExpress设备的底层驱动编写和简易的应用程序界面开发，将二者结合搭建出一套基于PCIExpress总线的硬件加密系统原型。经过性能测试验证，该加密卡的加密性能和数据传输性能满足实际要求，在密码运算设备领域具有良好的发展前景和商业价值。关键词：加密卡，PCIExpress总线，DES，RS

6、A-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththefurtherpopularizationof3Gand4Gnetwork,thepublicdemandsforhigh-speedtransmissionincreasemuchmorerapidly,whilefeelingtheefficiencyandconvenienceofmodernsociety,aseriousriskbehinditgraduallyraiseup:dataleakage.Encryptiontechnologyisanim

7、portantmeasuretosolvetheseproblems,nowitsapplicationhasbeenusedinmanyareassuchasservers,dataexchangeequipment,securityplatformandsoon.Butwhenlookthroughthestatusofdomesticencryptiontechnologyinrecentyears,someoftheresearchesarestillinthefieldofinefficientsoftwareencr

8、yption,othersusethehardwareimplementationofencryptiondevices,butthereisaproblemofworkingefficiencyisnothigh,evensomedevicesdirectly