本文關(guān)鍵詞：基于MIPS處理器的TPM安全芯片設(shè)計

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【摘要】：計算機為我們的生活帶來了極大的便利,但同時也給我們帶來了很多安全問題。在個人隱私方面,我們存儲于電腦、手機中的信息可以輕易地被盜�。辉谪敭a(chǎn)方面,越來越多的不法分子通過網(wǎng)絡(luò)獲得用戶的支付密碼。計算機安全問題甚至可以給國防帶來巨大的隱患。通常,解決計算機安全問題的手段是靠軟件來進行防衛(wèi),但僅靠軟件的防衛(wèi)手段有其弊端,難以應(yīng)對花樣繁雜的攻擊形式,也給計算機的性能帶來很大的負擔(dān)。而以可信計算為基礎(chǔ)的TPM安全芯片是依靠硬件來對計算機進行保護的有效措施,不僅具有更好的安全性,而且其執(zhí)行比軟件更快,是當(dāng)前有關(guān)計算機安全的研究領(lǐng)域中的熱點。本文正是基于這樣的思想設(shè)計一款TPM安全芯片。TPM芯片一般是以SOC的形式具體實現(xiàn)的,本文的設(shè)計也是以MIPS處理器為核心搭建一個SOC,通過AMBA總線掛載一些TPM協(xié)議中規(guī)定的模塊,以此來作為TPM芯片的具體實現(xiàn)。本文所完成的模塊有四個。分別是MIPS處理器、DES加密模塊、AES加密模塊、SHA-1加密模塊。關(guān)于MIPS處理器的設(shè)計,本文通過查閱資料、調(diào)查市場已有產(chǎn)品等方式,了解并借鑒了一些已有產(chǎn)品的成功經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上,對MIPS處理器從基本框架著手開始設(shè)計,對處理器的流水線進行了合理的分配,并設(shè)計了冒險與異常的處理、中斷處理等機制。最后完成了對MIPS處理器的設(shè)計,并配合編寫的匯編器對其進行了功能驗證。DES與AES都是目前在國際上十分流行的加密算法,所以在本文所設(shè)計的TPM安全芯片中同時引入DES和AES兩種加密算法作為對稱加密引擎。本文根據(jù)DES與AES兩個加密算法分別設(shè)計了DES、AES兩個加密算法的工作內(nèi)核,并根據(jù)TCG有關(guān)于TPM的協(xié)議要求,本文將DES模塊與AES模塊都設(shè)計成了密文反饋模式。SHA-1是安全哈希算法之一,在TPM協(xié)議中可以作為哈希引擎來使用。本文設(shè)計了SHA-1算法的運算內(nèi)核,并對其進行驗證,保證其基本功能正確。繼而SHA-1內(nèi)核與AHB總線的接口,使其能夠在最終搭建的SOC中工作,并配合AHB總線對SHA-1內(nèi)核與接口一同進行了總體的時序驗證。本文使用verilog語言編寫了以上模塊的RTL代碼,并配合AMBA總線的VIP進行驗證,保證所設(shè)計的模塊功能基本正確。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP332;TN402

【參考文獻】

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本文編號：1194834