本文關(guān)鍵詞：一種USB3.0加密終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,信息保密問題顯得越來越重要。在更多的加密硬件或設(shè)備中實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的加密算法,具有重要研究意義。為克服以往加密設(shè)備中存在的一些缺點(diǎn),比如只能使用在某些特殊的應(yīng)用場合、使用不便等,論文工作將USB技術(shù)與專用高速算法芯片相結(jié)合實(shí)現(xiàn)高速加解密運(yùn)算功能,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)信息的保密通信。論文主要研究基于USB3.0的加密終端,利用USB3.0接口的高性能,實(shí)現(xiàn)國密對稱SM4算法的高速加解密。設(shè)計(jì)中采用Cypress公司的USB3.0控制器芯片F(xiàn)X3和國內(nèi)一款高速密碼算法芯片SM4AC。FX3芯片具有高性能接口USB3.0和可編程的接口(General Programmable Interface,GPIF II)。FX3芯片將待加解密的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成32位的并行數(shù)據(jù),通過GPIF II接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁咚倜艽a算法芯片SM4AC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加解密。高速密碼算法芯片是一款實(shí)現(xiàn)SM4算法的超高性能專用芯片,并能夠?qū)崿F(xiàn)SM4算法的電子密本(Electronic Codebook, ECB)、分組連接(Cipher Block Chaining,CBC)、輸出反饋(Output Feedback, OFB)三種運(yùn)算模式,同時(shí)具有單總線和雙總線兩種工作模式。論文采用FX3芯片實(shí)現(xiàn)USB加密終端的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)串行到并行的轉(zhuǎn)化,提高了數(shù)據(jù)通信速度,并實(shí)現(xiàn)與高速密碼算法芯片的完美掛接。由于FX3芯片的可編程接口GPIF II,可以通過狀態(tài)機(jī)的設(shè)置,將GPIF II配置為不同位寬的并行數(shù)據(jù)總線和設(shè)計(jì)所需的接口時(shí)序,提高了設(shè)計(jì)的靈活性。同時(shí)與以往的PCI、PCIe加密設(shè)備相比,此次設(shè)計(jì)采用USB接口,具有即插即用的功能,提高了加密設(shè)備使用的靈活性和應(yīng)用的廣泛性。采用高速密碼算法芯片SM4AC實(shí)現(xiàn)硬加密,提高了數(shù)據(jù)加解密的安全性。通過VS2008中的MFC功能編寫能夠正確識(shí)別USB設(shè)備并能與相應(yīng)的USB設(shè)備進(jìn)行通信的上位機(jī)軟件,以及USB加密終端的硬件設(shè)計(jì)等一系列的工作。最終實(shí)現(xiàn)了SM4算法各種模式的加解密,使產(chǎn)品的功能得到了實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：USB3.0 可編程接口 加解密 算法
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP334.7;TP309.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 引言13-16
• 0.1 數(shù)據(jù)加密技術(shù)概述13
• 0.2 加密設(shè)備的發(fā)展歷程13-14
• 0.3 選題意義14-15
• 0.4 論文結(jié)構(gòu)及內(nèi)容15-16
• 第1章 USB總線概述16-22
• 1.1 USB總線接口的優(yōu)勢16-17
• 1.2 USB協(xié)議基本概念17-20
• 1.2.1 域17
• 1.2.2 包17-18
• 1.2.3 事務(wù)18-19
• 1.2.4 數(shù)據(jù)傳輸類型19-20
• 1.3 USB3.0和USB2.0的對比20-22
• 第2章 加密終端整體架構(gòu)設(shè)計(jì)22-34
• 2.1 CYUSB3014芯片簡介22-27
• 2.1.1 CYUSB3014芯片結(jié)構(gòu)框圖22-23
• 2.1.2 CPU23-24
• 2.1.3 DMA數(shù)據(jù)傳輸24
• 2.1.4 GPIF Ⅱ接口24-25
• 2.1.5 USB3.0接口25-27
• 2.2 高速密碼算法芯片SM4AC介紹27-32
• 2.2.1 高速密碼算法芯片結(jié)構(gòu)框圖27-29
• 2.2.2 高速密碼算法芯片的三種運(yùn)算模式29-31
• 2.2.3 高速密碼算法芯片命令操作方式31-32
• 2.3 整體設(shè)計(jì)框架及思路32-34
• 2.3.1 整體設(shè)計(jì)框架32-33
• 2.3.2 整體設(shè)計(jì)思路33-34
• 第3章 加密終端芯片固件設(shè)計(jì)34-60
• 3.1 GPIF Ⅱ狀態(tài)機(jī)簡介34-36
• 3.2 GPIF Ⅱ狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)36-45
• 3.2.1 同步時(shí)序設(shè)計(jì)37-41
• 3.2.2 異步時(shí)序設(shè)計(jì)41-45
• 3.3 CYUSB3014的固件代碼設(shè)計(jì)45-60
• 3.3.1 固件代碼的初始化45-48
• 3.3.2 USB通信48-50
• 3.3.3 DMA傳輸機(jī)制和代碼實(shí)現(xiàn)50-58
• 3.3.4 GPIF Ⅱ狀態(tài)機(jī)的固件配置58-60
• 第4章 加密終端應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)60-66
• 4.1 VS2008平臺(tái)搭建60-62
• 4.2 上位機(jī)編寫中使用的函數(shù)62-63
• 4.3 上位機(jī)界面63-66
• 4.3.1 上位機(jī)操作簡介63-64
• 4.3.2 USB設(shè)備識(shí)別64-66
• 第5章 加密終端硬件電路設(shè)計(jì)66-73
• 5.1 CYUSB3014母板硬件設(shè)計(jì)66-71
• 5.1.1 USB3.0布線原則66-67
• 5.1.2 GPIF Ⅱ接口硬件設(shè)計(jì)原則67-68
• 5.1.3 FX3啟動(dòng)方式68
• 5.1.4 芯片時(shí)鐘選擇68-69
• 5.1.5 供電電源設(shè)計(jì)和去耦69-71
• 5.2 高速密碼算法芯片SM4AC子板硬件設(shè)計(jì)71-73
• 第6章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 進(jìn)一步工作的方向73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 伍娟;;基于國密SM4和SM2的混合密碼算法研究與實(shí)現(xiàn)[J];軟件導(dǎo)刊;2013年08期

2 索曉杰;翟正軍;姜紅梅;;USB3.0協(xié)議分析與框架設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)測量與控制;2012年08期

3 徐進(jìn);馬琪;;USB 3.0中8b/10b編解碼器的設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年18期

4 童洪潔,李寶華;USB上位機(jī)程序開發(fā)與設(shè)計(jì)[J];儀器儀表用戶;2005年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 張利民;基于PCI總線的嵌入式加密卡設(shè)計(jì)[D];大連海事大學(xué);2011年

2 鄭磊;光聲成像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 吳茶花;USB音頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

4 徐亮;嵌入式加密卡設(shè)計(jì)[D];大連海事大學(xué);2009年

5 陸志敏;USB接口通信協(xié)議研究和接口驅(qū)動(dòng)開發(fā)[D];南京理工大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：一種USB3.0加密終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：252762