本文關(guān)鍵詞：基于eCos的密碼SoC安全服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對(duì)基于密碼SoC的密碼安全服務(wù)系統(tǒng)可擴(kuò)展性不強(qiáng)、可靠性不夠、安全性不足的問題,綜合考慮密碼SoC平臺(tái)在內(nèi)存空間大小、設(shè)計(jì)成本方面的限制與要求,相應(yīng)地進(jìn)行了密碼SoC平臺(tái)可配置操作系統(tǒng)(Configurable Operating System,COS)軟件的設(shè)計(jì)、研究了基于PID反饋控制的最小松弛時(shí)間優(yōu)先(PID-Feedback Control-Least Slack Time First,PID-FC-LST)調(diào)度模型并應(yīng)用于COS內(nèi)核、設(shè)計(jì)了軟硬件協(xié)同的安全平臺(tái)架構(gòu)以及安全啟動(dòng)流程,實(shí)現(xiàn)了密碼安全服務(wù)系統(tǒng)由可用向好用的升級(jí)。論文在工程實(shí)踐和理論研究兩方面取得了以下創(chuàng)新點(diǎn):1、提出了軟硬件協(xié)同的密碼SoC平臺(tái)安全架構(gòu)針對(duì)密碼SoC平臺(tái)面臨的主要安全威脅,設(shè)計(jì)了以一次可編程存儲(chǔ)器(Once Programmable Memory,OPM)模塊為硬件核心、以基于COS的系統(tǒng)固件為軟件核心的軟硬件協(xié)同安全架構(gòu),并在這個(gè)架構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的安全啟動(dòng)流程,該流程涉及了測(cè)試接口的開關(guān)控制、口令驗(yàn)證以及應(yīng)用程序的完整性校驗(yàn)等,保證了密碼SoC平臺(tái)的安全性。該架構(gòu)不僅能夠?yàn)楸疚牡拿艽aSoC平臺(tái)提供安全保障,也適用于其它嵌入式平臺(tái),具有較好的通用性。2、設(shè)計(jì)了適用于密碼SoC平臺(tái)的COS軟件設(shè)計(jì)了針對(duì)密碼SoC平臺(tái)的FLASH驅(qū)動(dòng)以及虛擬向量通信服務(wù),進(jìn)而完成了eCos在新硬件平臺(tái)上的移植,豐富了eCos可支持的CPU種類(CK520)。在此基礎(chǔ)上,以密碼安全服務(wù)包的設(shè)計(jì)為核心,完成了COS軟件的設(shè)計(jì),增強(qiáng)了密碼安全服務(wù)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可靠性,同時(shí)也能夠?yàn)槠渌度胧狡脚_(tái)上的軟件開發(fā)提供些許思路上的借鑒。最后,通過密碼安全服務(wù)系統(tǒng)的功能驗(yàn)證,證明了移植的成功性以及COS軟件的可用性。3、提出了基于反饋控制的系統(tǒng)實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度模型設(shè)計(jì)了基于PID反饋控制的任務(wù)調(diào)度模型PID-FC-LST,進(jìn)一步增強(qiáng)了密碼安全服務(wù)系統(tǒng)的可靠性。該調(diào)度模型主要由改進(jìn)的多級(jí)隊(duì)列調(diào)度器和四個(gè)控制器(準(zhǔn)入控制器、執(zhí)行等級(jí)控制器、比例積分微分(PID)控制器、模糊控制器)組成。四個(gè)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)等級(jí)、相關(guān)參數(shù)的調(diào)整,經(jīng)過調(diào)整的任務(wù)進(jìn)而通過多級(jí)隊(duì)列調(diào)度器調(diào)度執(zhí)行。該模型不僅適用于本文設(shè)計(jì)的COS軟件,在經(jīng)過一些針對(duì)性的修改之后,將能夠服務(wù)于更多的嵌入式平臺(tái)。理論仿真驗(yàn)證結(jié)果表明,該調(diào)度模型能夠使得系統(tǒng)負(fù)載不至于超荷,并在一定程度上降低了實(shí)時(shí)任務(wù)的錯(cuò)過率,使其維持在一個(gè)較為理想的低值,增強(qiáng)了系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)度的穩(wěn)定性,同時(shí),處理器資源能夠得到較為充分的利用。
【關(guān)鍵詞】：eCos 密碼SoC 片上操作系統(tǒng) 密碼安全服務(wù) 嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng) 實(shí)時(shí)調(diào)度算法
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN918.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 課題的研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究內(nèi)容及本文創(chuàng)新點(diǎn)15-16
• 1.3.1 研究內(nèi)容15-16
• 1.3.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)16
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排16-17
• 第二章 密碼SoC安全服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)17-32
• 2.1 概述17-19
• 2.1.1 密碼SoC安全服務(wù)平臺(tái)總體需求17-18
• 2.1.2 密碼SoC安全服務(wù)平臺(tái)層次化安全模型18-19
• 2.2 密碼SoC安全服務(wù)平臺(tái)整體架構(gòu)19-21
• 2.2.1 密碼SoC平臺(tái)硬件結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2.2 密碼SoC平臺(tái)軟件結(jié)構(gòu)20-21
• 2.3 密碼SoC安全服務(wù)平臺(tái)安全存儲(chǔ)模塊21-26
• 2.3.1 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3.2 OPM模塊設(shè)計(jì)22-23
• 2.3.3 外部存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)驗(yàn)證23-26
• 2.4 系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)26-30
• 2.4.1 安全啟動(dòng)流程26-28
• 2.4.2 密碼安全服務(wù)實(shí)現(xiàn)流程28-30
• 2.4.3 密碼算法/密鑰更換流程30
• 2.5 密碼SoC平臺(tái)安全啟動(dòng)流程驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 密碼SoC安全服務(wù)平臺(tái)COS軟件設(shè)計(jì)32-57
• 3.1 COS軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的選擇32-33
• 3.2 COS軟件結(jié)構(gòu)解析33-34
• 3.3 eCos的移植34-50
• 3.3.1 平臺(tái)硬件抽象層的移植35-44
• 3.3.2 FLASH驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)44-47
• 3.3.3 虛擬向量通信服務(wù)的設(shè)計(jì)47-50
• 3.4 密碼安全服務(wù)包設(shè)計(jì)50-56
• 3.4.1 密碼算法層設(shè)計(jì)51-54
• 3.4.2 密碼算法封裝層設(shè)計(jì)54-55
• 3.4.3 密鑰管理層設(shè)計(jì)55-56
• 3.5 本章小結(jié)56-57
• 第四章 COS的內(nèi)核調(diào)度算法優(yōu)化設(shè)計(jì)57-67
• 4.1 未知負(fù)載模型下系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)度存在的問題分析及改進(jìn)57-59
• 4.1.1 常見的實(shí)時(shí)調(diào)度算法介紹57-58
• 4.1.2 實(shí)時(shí)調(diào)度算法存在的問題分析58
• 4.1.3 實(shí)時(shí)調(diào)度算法的改進(jìn)58-59
• 4.2 PID反饋控制的LST調(diào)度模型設(shè)計(jì)59-61
• 4.2.1 調(diào)度模型結(jié)構(gòu)及調(diào)度策略分析59-60
• 4.2.2 任務(wù)模型設(shè)計(jì)60-61
• 4.3 調(diào)度模型在COS上的應(yīng)用61-64
• 4.3.1 任務(wù)接口設(shè)計(jì)61-62
• 4.3.2 LST調(diào)度器設(shè)計(jì)62-63
• 4.3.3 任務(wù)執(zhí)行等級(jí)控制器設(shè)計(jì)63
• 4.3.4 準(zhǔn)入控制器設(shè)計(jì)63
• 4.3.5 模糊控制器設(shè)計(jì)63-64
• 4.3.6 PID控制器設(shè)計(jì)64
• 4.4 調(diào)度模型理論仿真驗(yàn)證64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 密碼安全服務(wù)系統(tǒng)功能驗(yàn)證67-73
• 5.1 密碼SoC硬件平臺(tái)介紹67
• 5.2 功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)67-72
• 5.2.1 多線程調(diào)度實(shí)驗(yàn)68-70
• 5.2.2 密碼安全服務(wù)實(shí)驗(yàn)70-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 工作總結(jié)73-74
• 6.2 下一步展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 作者簡歷80

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：253339