【摘要】：隨著嵌入式產(chǎn)品的迅速發(fā)展以及產(chǎn)品設(shè)計的越來越開放，嵌入式產(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)日益成為產(chǎn)品開發(fā)者關(guān)注的焦點(diǎn)，同質(zhì)化的硬件解決方案使得越來越多的產(chǎn)品開發(fā)者將其核心競爭力融入在嵌入式軟件內(nèi)，因此如何保護(hù)嵌入式軟件安全成為了保護(hù)嵌入式產(chǎn)品的關(guān)鍵。文章首先分析了嵌入式軟件的特點(diǎn)以及安全威脅來源，然后介紹了幾種常見的嵌入式軟件防護(hù)方案及其優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出一種基于AES的安全協(xié)處理器的嵌入式軟件防護(hù)機(jī)制，并對該安全協(xié)處理器進(jìn)行了設(shè)計實現(xiàn)。 基于協(xié)處理器的嵌入式軟件防護(hù)機(jī)制有效解決了純軟件保護(hù)方案占用系統(tǒng)資源大的短板，以及其他硬件保護(hù)方案只單一提供身份認(rèn)證的不足。該安全協(xié)處理器采用異構(gòu)S盒的AES協(xié)處理器對主機(jī)身份進(jìn)行驗證以及對用戶數(shù)據(jù)和程序進(jìn)行加密處理，同時內(nèi)置的EEPROM存儲器能夠?qū)τ脩魯?shù)據(jù)及程序進(jìn)行安全存儲。考慮到嵌入式系統(tǒng)資源有限等特點(diǎn)，安全處理器設(shè)計實現(xiàn)過程中采取多種優(yōu)化結(jié)構(gòu)和算法以在安全性、面積、速度和功耗之間取得良好平衡。 在系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，對各個功能模塊進(jìn)行劃分，按照ASIC設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)流程，用verilog硬件描述語言對該協(xié)處理器進(jìn)行設(shè)計，然后采用Modelsim進(jìn)行功能仿真，搭建FPGA平臺進(jìn)行硬件驗證，在HuaHong NEC0.35微米工藝庫下采用DesignCompiler進(jìn)行綜合，并用Astro對其進(jìn)行后端版圖設(shè)計，，最終在HuaHong NEC成功實現(xiàn)流片，并對流片后的芯片搭建硬件平臺進(jìn)行測試，測試結(jié)果表明該安全協(xié)處理器能夠滿足預(yù)期要求。
[Abstract]:With the rapid development of embedded products and the increasing openness of product design, intellectual property protection of embedded products has increasingly become the focus of product developers. The homogenous hardware solution makes more and more product developers integrate their core competence into embedded software, so how to protect the security of embedded software becomes the key to protect embedded products. This paper first analyzes the characteristics of embedded software and the source of security threats, then introduces several common embedded software protection schemes and their advantages and disadvantages. On this basis, an embedded software protection mechanism based on AES security coprocessor is proposed, and the security coprocessor is designed and implemented. The embedded software protection mechanism based on coprocessor effectively solves the problem that pure software protection schemes occupy large system resources and other hardware protection schemes only provide identity authentication. The security coprocessor uses the heterogeneous S-box AES coprocessor to verify the host identity and encrypt the user data and programs. Meanwhile, the built-in EEPROM memory can store the user data and programs safely. Considering the limited resources of embedded system, a variety of optimization structures and algorithms are adopted in the design and implementation of the security processor to achieve a good balance among security, area, speed and power consumption. On the basis of the system architecture, each functional module is divided into two parts. According to the standard flow of ASIC design, the coprocessor is designed with verilog hardware description language, and then Modelsim is used to simulate the function, and the FPGA platform is built for hardware verification. In the HuaHong NEC0.35 micron process library, DesignCompiler is used to synthesize, and the back-end layout is designed with Astro. Finally, the flow sheet is successfully realized in HuaHong NEC, and the chip behind the convection chip is built up to test the hardware platform. The test results show that the security coprocessor can meet the expected requirements.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP368.1

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9 ;應(yīng)用處理器在TD-SCDMA手機(jī)中的應(yīng)用[J];中國集成電路;2007年08期

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9 郭前崗;;適用于矢量控制的高性能運(yùn)動控制協(xié)處理器ADMC201及其應(yīng)用[A];1998中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];1998年

10 王培元;楊衛(wèi)東;楊志剛;王學(xué)秀;;基于PowerPC的FPGA協(xié)處理器的研究[A];冶金企業(yè)自動化、信息化與創(chuàng)新——全國冶金自動化信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年論文集[C];2007年

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3 謝文硯;非x86處理器將再度繁榮[N];中國計算機(jī)報;2008年

4 電腦商報記者 祁萌;曙光研制HPC協(xié)處理器部件[N];電腦商報;2007年

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6 ;采用協(xié)處理器的TD-SCDMA手機(jī)設(shè)計[N];人民郵電;2001年

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8 Altera公司高級產(chǎn)品行銷經(jīng)理 Paul Ekas;FPGA協(xié)處理器優(yōu)化汽車信息系統(tǒng)設(shè)計[N];中國電子報;2004年

9 姜波;AMD亮劍[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2006年

10 岳婷;AP面臨基帶和協(xié)處理器競爭[N];中國電子報;2007年

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4 張曉明;網(wǎng)絡(luò)處理器設(shè)計的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

5 吳丹;高效能計算型存儲器體系結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2012年

6 張德學(xué);面積優(yōu)化的JavaCard處理器的設(shè)計與實現(xiàn)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

7 張聞宇;高級加密標(biāo)準(zhǔn)的分析[D];山東大學(xué);2007年

8 姜立群;人calpain1大亞基相作用的蛋白質(zhì)篩選及其在Angll誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大模型中功能的初步探索[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2003年

9 馮國柱;PKI關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

10 陳毅成;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)芯片安全增強(qiáng)策略研究[D];華中科技大學(xué);2008年

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2 林曉牧;基于AXI接口的多模式AES加解密IP核設(shè)計與實現(xiàn)[D];華南理工大學(xué);2010年

3 賈旭;AES算法的安全性分析及其優(yōu)化改進(jìn)[D];吉林大學(xué);2010年

4 谷海峰;吉林石化公司AES產(chǎn)品成本優(yōu)化的研究[D];吉林大學(xué);2011年

5 章成e

本文編號：2253756