基于rsa和eflash安全soc设计

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1、浙江大学硕士学位论文摘要摘要随着网络通信技术的不断进步以及手持智能终端的迅速普及，信息安全成为SoC设计中必须要考虑的问题。在安全SoC的设计中，必须要考虑两个问题：首先是要具备一定的加解密功能；其次是要有完整的机制确保芯片内数据的安全。在信息的传输和处理中，往往需要进行加解密运算，因此需要芯片具有一定的加解密功能。片上的非易失存储器中，往往存储着体现产品竞争力的核心算法或者是加解密的密钥，必须有完整的机制确保这些数据的安全性。本文所设计的SoC(代号ARES)正是着力于解决这两个问题。本文的主要研究内容和创新点包括：本文基于AMBA总线协议，设计了由多条AHB总线组

2、成的总线矩阵结构，结合支持多条总线并行访问的片上静态存储器系统，为ARES提供了高的总线带宽。本文基于基．64的蒙哥马利算法，设计了高速可配的RSA硬件加速器．提出了一种高速的模乘器流水结构和对应的可配存储结构。通过五级流水线的并行运算和存储器的灵活配置，可以高效的实现256位到2048位的RSA运算，能有效满足加解密功能需求。同时，采用了时钟关断和操作数隔离技术，有效的降低了RSA加速器的动态功耗。本文提出了一种有效的安全控制机制．利用嵌入式闪存(Eflash)断电后能保存数据的特性，提出了一种有效的JTAG开关的机制，满足正常调试功能的同时，确保了入侵者不能通过J

3、TAG接口获取芯片内信息。结合RSA加速器和Eflash，设计了一种在支持在线更新模式下的安全机制．这一安全机制能确保从外部存储器下载芯片更新程序时的安全性。关键词：SoC；安全性；RSA加速器；JTAG开关；安全下载更新Ⅱ浙江大学硕士学位论文AbstractWiththecontinuousprogressofthenetworkcommunicationtechnology,aswellastherapidlygrowingpopularityofsmarthandheldterminal，informationsecuritymustbeconsideredIn

4、SoCdesign．ThesecuritySoCdesignincludestwopoints．Thefirstoneisitmusthaveencryptionanddecryptionfunctions．Thesecondoneisitmusthavecomprehensivemechanismtoensurethesecurityofthedataon·chip．Encryptionanddecryptionfunctionsarealwaysneededduringtransmissionandprocessingofjnformation，sotheSoCm

5、ustsupportthesefunctions．Formanychips，thecorealgorithmorkeysarestoredinon—chipnon-volatilememoryandthesedatamustbeprotected．ThedesignedSoC，whichnameisARES，foCUSonofferingsolutionsfortheseproblems．Themainresearchandinnovationinclude：1．ThispaperproposesanAMBAbasedmulti—busarchitecture．Com

6、binedwithon．chipstaticmemorysystemwhichsupportsmultiplebusparallelaccess，itprovideshighbusbandwidthforARES．2．Basedonradix-64MontgomeryModularMultiplication，thispaperdesignsahighspeedconfigurableRSAaccelerator．Itproposesapipelinedmodularmultiplieranditscorrespondingconfigurablememoryarch

7、itecture．Withfive·stageparallelpipelineandconfigurablememory,itfulfillsRSAcalculationrangingfrom256一bitto2048bitefficiently,whichcaneffectivelymeettheneeds．Todecreasethedynamicpowerofaccelerator,clock-gatingandoperandisolationareadopted．Thispaperpresentsaneffectivesecuritycontr