RSA加密技術(shù)在FPGA動(dòng)態(tài)重構(gòu)系統(tǒng)安全方面的應(yīng)用.pdf

1、自20世紀(jì)80年代產(chǎn)生FPGA（Field Programmable Gate Array）以來，它已在航空、國防、汽車工業(yè)、消費(fèi)電子、醫(yī)療、通信等諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著應(yīng)用市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，F(xiàn)PGA所面臨的安全威脅也在與日俱增。因此，關(guān)于FPGA的安全設(shè)計(jì)已成為國內(nèi)外的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　本文針對(duì)保護(hù)FPGA設(shè)計(jì)中的配置信息提出了一套安全可行的處理方法，即將FPGA動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)與非對(duì)稱RSA加密算法進(jìn)行了結(jié)合，在深入研究重構(gòu)

2、技術(shù)和加密算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可利用以太網(wǎng)遠(yuǎn)程加密動(dòng)態(tài)重配置的系統(tǒng)。
　　首先，本文對(duì)RSA的算法原理和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了學(xué)習(xí)研究，對(duì)現(xiàn)有的算法結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，并利用Verilog硬件描述語言實(shí)現(xiàn)了RSA加密算法，對(duì)其軟核功能進(jìn)行了ModelSim行為仿真。在測(cè)試正確無誤的情況下，利用Xilinx公司的嵌入式開發(fā)軟件EDK完成了RSA加密IP核的制作。
　　其次，結(jié)合FPGA的動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)，本文針對(duì)Virtex-

3、5平臺(tái)設(shè)計(jì)了兩個(gè)功能簡單的重構(gòu)模塊，并將RSA加密IP核嵌入到系統(tǒng)中，一并生成了原始的系統(tǒng)配置文件。通過在Spartar-3E端使用RSA加密IP對(duì)系統(tǒng)配置文件進(jìn)行加密，進(jìn)而生成了加密后的目標(biāo)配置文件。當(dāng)Virtex-5平臺(tái)系統(tǒng)上電初始化時(shí)，兩個(gè)簡單重構(gòu)模塊的邏輯功能并沒有立即實(shí)現(xiàn)，而是通過以太網(wǎng)將主機(jī)端加密后的目標(biāo)配置文件傳送到Virtex-5平臺(tái)上，并利用系統(tǒng)中的RSA加密IP對(duì)配置文件進(jìn)行解密后進(jìn)而完成了重構(gòu)模塊的動(dòng)態(tài)配置，實(shí)現(xiàn)了