當前計算機網(wǎng)絡發(fā)展迅速,有關計算機網(wǎng)絡上的信息安全及可靠傳輸已經(jīng)成為人們關注的焦點。密碼技術也成為網(wǎng)絡安全和信息安全等領域一個十分重要的內(nèi)容。同時中國相關法律明確規(guī)定網(wǎng)絡安全相關產(chǎn)品,特別是密碼類相關產(chǎn)品要立足于我國自主知識產(chǎn)權。密碼卡作為密碼類產(chǎn)品中的一個十分重要的產(chǎn)品類型,所以開發(fā)基于國內(nèi)專用算法的密碼卡是非常必要的。 論文介紹了基于PC機的PCI總線密碼卡設計和實現(xiàn)方法,在已實現(xiàn)的密碼卡中實現(xiàn)了大于12MB/s的加解密速率,并實現(xiàn)了SM1算法流水處理,除了介紹基于PCI總線協(xié)議的硬件結構和安全性設計以外,本文還著重論述密碼卡WDM驅動技術,以及密碼卡相關的應用測試。 在本論文中,首先簡要介紹密碼卡利用計算機PCI總線的速度(傳輸速率可高達133MHz)來完成數(shù)據(jù)的高速加解密,硬件由FPGA接口模塊、控制模塊、加解密算法實現(xiàn)模塊、重要信息儲存模塊和智能IC卡模塊五部分組成。 論文還實現(xiàn)了密碼卡在windows和linux下的驅動程序,首先介紹了Windows下關于WDM驅動的結構,以及DDK開發(fā)WDM驅動程序的實現(xiàn)細節(jié),并結合實例,介紹了中斷、DMA和完整的IRP處理流程的實現(xiàn)。論文還介紹了基于Linux系統(tǒng)下驅動程序的關鍵模塊和密碼卡在Linux系統(tǒng)下的驅動實現(xiàn)細節(jié)。論文還在提高密碼卡驅動程序處理效率也提出了一些新的嘗試,并取得了一定的成效。 PCI密碼卡全部功能都已實現(xiàn),并且通過了國家密碼局的鑒定,作為一個成熟的產(chǎn)品推向市場。
【學位單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2013
【中圖分類】：TP309
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文結構安排
    1.4 PCI密碼卡概述
2 密碼卡的硬件電路設計
    2.1 密碼卡的硬件系統(tǒng)結構
    2.2 密碼卡硬件模塊設計
        2.2.1 FPGA模塊實現(xiàn)
        2.2.2 SMl密碼算法實現(xiàn)
        2.2.3 控制模塊實現(xiàn)
        2.2.4 非對稱密碼算法實現(xiàn)
        2.2.5 SRAM芯片
        2.2.6 智能IC卡
    2.3 密碼卡安全性實現(xiàn)
        2.3.1 密鑰管理
        2.3.2 硬件安全性
        2.3.3 軟件安全性
3 驅動程序設計
    3.1 Windows驅動實現(xiàn)
        3.1.1 驅動工具的選取
        3.1.2 WDM驅動程序基本結構
        3.1.3 密碼卡驅動程序實現(xiàn)
        3.1.4 驅動程序的安裝
    3.2 linux驅動實現(xiàn)
        3.2.1 linux驅動程序的關鍵模塊處理
        3.2.2 密碼卡linux驅動程序實現(xiàn)
    3.3 提高驅動效率的方法
        3.3.1 多進程、多IRP隊列實現(xiàn)
        3.3.2 CPU親和性
4 密碼卡軟件和硬件綜合測試
    4.1 測試對象
    4.2 測試環(huán)境
    4.3 測試條件
    4.4 測試方法、內(nèi)容和結果
        4.4.1 硬件檢測
        4.4.2 功能檢測
        4.4.3 性能檢測
        4.4.4 密碼算法正確性檢測
        4.4.5 安全性檢測
5 總結與展望
    5.1 本文主要工作總結
    5.2 課題關鍵技術與創(chuàng)新點
        5.2.1 關鍵技術
        5.2.2 創(chuàng)新點
    5.3 今后研究方向
參考文獻
致謝
個人簡歷及在校期間發(fā)表的學術論文和參與科研情況

【參考文獻】

相關期刊論文 前5條

1 袁亮;古天祥;徐三林;;基于PCI總線的數(shù)據(jù)加密卡及驅動程序設計方法[J];電子測量與儀器學報;2005年06期

2 杜欣 ,馬秦生;PCI傳輸卡的WDM驅動程序設計[J];電子技術應用;2003年12期

3 嚴迎建;徐金甫;徐勁松;李偉;;一種基于FPGA的PCI加密卡設計[J];電子技術應用;2007年06期

4 姜明華,周敬利,黃曉濤;Linux下加密卡驅動程序的開發(fā)與性能分析[J];計算機工程;2004年16期

5 江勇;萬秋華;;基于PCI9054的PCI高速通信接口實現(xiàn)[J];微計算機信息;2009年17期

本文編號：2875813