基于FLASH芯片的加密存儲技術(shù)研究
發(fā)布時間:2023-05-12 19:59
目前,嵌入式計算機系統(tǒng)已經(jīng)在人類生產(chǎn)活動各個領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,其應(yīng)用功能的實現(xiàn)主要依靠固化在存儲器中程序代碼及其相關(guān)數(shù)據(jù),而這些存儲代碼和相關(guān)運行數(shù)據(jù)存儲器主要是NOR型Flash存儲器。Flash存儲器有著功耗低、數(shù)據(jù)容量大、可整片擦除和分扇區(qū)擦除等優(yōu)點,但其中所存儲程序代碼容易被讀取出來,非法拷貝仿制。 作為人類商品社會中的一種特殊的產(chǎn)品,程序代碼生產(chǎn)難度大卻復(fù)制容易;生產(chǎn)成本高但復(fù)制費用低。由此造成世界范圍內(nèi)這種非法復(fù)制現(xiàn)象泛濫,嚴重的侵犯了版權(quán)所有人的知識產(chǎn)權(quán)。防止這種知識偷竊現(xiàn)象的方法,除了法律手段以外,對程序代碼和運行數(shù)據(jù)進行加密處理是非常必要的。 在本文提出了一種加密技術(shù),可以有效的防范各種針對嵌入式計算機的軟件程序的惡意竊取。整個加密體系包括兩個部分,PC機上運行的預(yù)加密軟件和安全芯片,它們使用同樣的密鑰分別對該程序加密和解密。先將嵌入式計算機運行所需程序用加密軟件加密處理,再固化到Flash芯片上;嵌入式計算機讀取指令和數(shù)據(jù)時,由安全芯片實時解密,還原為正確的程序代碼,送給嵌入式系統(tǒng)的CPU執(zhí)行;當嵌入式計算機需要向Flash存儲器寫入數(shù)據(jù)時...
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
緒論
第一章 嵌入式微計算機的存儲系統(tǒng)簡介
1.1 易失型存儲器與非易失型存儲器
1.2 NOR型與NAND型Flash存儲器
1.3 M29系列NOR型Flash存儲器介紹
1.4 NOR型Flash存儲器的CFI命令集
1.5 本章小結(jié)
第二章 加密技術(shù)及加密算法簡介
2.1 加密技術(shù)數(shù)學模型介紹
2.2 古典加密算法簡介
2.2.1 單表代換加密
2.2.2 多表代換加密
2.2.3 “謎”密碼機
2.2.4 置換加密
2.3 分組加密技術(shù)簡介
2.3.1 DES加密技術(shù)
2.3.2 RC5加密技術(shù)
2.3.3 RC6加密技術(shù)
2.4 本章小結(jié)
第三章 Flash芯片加密存儲方案總體設(shè)計
3.1 軟件形式的明文文本介紹
3.2 加密體系總體方案設(shè)計
3.3 預(yù)加密軟件設(shè)計概述
3.4 安全芯片設(shè)計概述
3.4.1 安全芯片管腳說明
3.4.2 安全內(nèi)部模塊概述
3.4.2.1 命令甄別模塊
3.4.2.2 密碼機模塊
3.4.2.3 加密/解密模塊
3.4.2.4 地址置換模塊
3.4.2.5 地址計數(shù)模塊
3.4.2.6 內(nèi)部控制模塊
3.5 加密方案密鑰設(shè)計概述
3.6 本章小結(jié)
第四章 安全芯片詳細設(shè)計
4.1 集成電路設(shè)計簡述
4.2 安全芯片總體設(shè)計
4.3 命令甄別模塊設(shè)計
4.3.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.3.2 信號輸入與輸出
4.4 密碼機模塊設(shè)計
4.4.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.4.1.1 索引生成器設(shè)計與實現(xiàn)
4.4.1.2 轉(zhuǎn)輪映射器設(shè)計與實現(xiàn)
4.4.1.3 待選密碼數(shù)組設(shè)計與實現(xiàn)
4.4.2 密鑰組成設(shè)計
4.4.3 信號輸入與輸出
4.4.4 偽隨機密鑰流分析
4.5 加密/解密模塊設(shè)計
4.5.1 8位數(shù)據(jù)寬度模式
4.5.1.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.5.1.2 信號輸入與輸出
4.5.2 16位數(shù)據(jù)寬度模式
4.5.2.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.5.2.2 信號輸入與輸出
4.5.3 組合密鑰生成器的設(shè)計
4.6 地址置換模塊設(shè)計
4.6.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.6.2 信號輸入與輸出
4.7 地址計數(shù)模塊設(shè)計
4.7.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.7.2 信號輸入與輸出
4.8 密鑰體系設(shè)計
4.8.1 地址置換模塊密鑰設(shè)計
4.8.2 密碼機模塊密鑰設(shè)計
4.8.3 加密/解密模塊密鑰設(shè)計
4.8.4 安全芯片密鑰整體構(gòu)成
4.9 BYTE#管腳功能修正
4.10 安全芯片兼容性設(shè)計
4.10.1 與非易失性存儲器件FRAM的兼容性設(shè)計
4.10.2 與RAM等易失性存儲器件的兼容性設(shè)計
4.11 本章小結(jié)
第五章 設(shè)計結(jié)論與前景展望
附表1
附圖2
附表3
參考文獻
致謝
本文編號:3814537
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
緒論
第一章 嵌入式微計算機的存儲系統(tǒng)簡介
1.1 易失型存儲器與非易失型存儲器
1.2 NOR型與NAND型Flash存儲器
1.3 M29系列NOR型Flash存儲器介紹
1.4 NOR型Flash存儲器的CFI命令集
1.5 本章小結(jié)
第二章 加密技術(shù)及加密算法簡介
2.1 加密技術(shù)數(shù)學模型介紹
2.2 古典加密算法簡介
2.2.1 單表代換加密
2.2.2 多表代換加密
2.2.3 “謎”密碼機
2.2.4 置換加密
2.3 分組加密技術(shù)簡介
2.3.1 DES加密技術(shù)
2.3.2 RC5加密技術(shù)
2.3.3 RC6加密技術(shù)
2.4 本章小結(jié)
第三章 Flash芯片加密存儲方案總體設(shè)計
3.1 軟件形式的明文文本介紹
3.2 加密體系總體方案設(shè)計
3.3 預(yù)加密軟件設(shè)計概述
3.4 安全芯片設(shè)計概述
3.4.1 安全芯片管腳說明
3.4.2 安全內(nèi)部模塊概述
3.4.2.1 命令甄別模塊
3.4.2.2 密碼機模塊
3.4.2.3 加密/解密模塊
3.4.2.4 地址置換模塊
3.4.2.5 地址計數(shù)模塊
3.4.2.6 內(nèi)部控制模塊
3.5 加密方案密鑰設(shè)計概述
3.6 本章小結(jié)
第四章 安全芯片詳細設(shè)計
4.1 集成電路設(shè)計簡述
4.2 安全芯片總體設(shè)計
4.3 命令甄別模塊設(shè)計
4.3.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.3.2 信號輸入與輸出
4.4 密碼機模塊設(shè)計
4.4.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.4.1.1 索引生成器設(shè)計與實現(xiàn)
4.4.1.2 轉(zhuǎn)輪映射器設(shè)計與實現(xiàn)
4.4.1.3 待選密碼數(shù)組設(shè)計與實現(xiàn)
4.4.2 密鑰組成設(shè)計
4.4.3 信號輸入與輸出
4.4.4 偽隨機密鑰流分析
4.5 加密/解密模塊設(shè)計
4.5.1 8位數(shù)據(jù)寬度模式
4.5.1.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.5.1.2 信號輸入與輸出
4.5.2 16位數(shù)據(jù)寬度模式
4.5.2.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.5.2.2 信號輸入與輸出
4.5.3 組合密鑰生成器的設(shè)計
4.6 地址置換模塊設(shè)計
4.6.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.6.2 信號輸入與輸出
4.7 地址計數(shù)模塊設(shè)計
4.7.1 算法設(shè)計與實現(xiàn)
4.7.2 信號輸入與輸出
4.8 密鑰體系設(shè)計
4.8.1 地址置換模塊密鑰設(shè)計
4.8.2 密碼機模塊密鑰設(shè)計
4.8.3 加密/解密模塊密鑰設(shè)計
4.8.4 安全芯片密鑰整體構(gòu)成
4.9 BYTE#管腳功能修正
4.10 安全芯片兼容性設(shè)計
4.10.1 與非易失性存儲器件FRAM的兼容性設(shè)計
4.10.2 與RAM等易失性存儲器件的兼容性設(shè)計
4.11 本章小結(jié)
第五章 設(shè)計結(jié)論與前景展望
附表1
附圖2
附表3
參考文獻
致謝
本文編號:3814537
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