基于FPGA的可重構(gòu)SHA安全芯片設(shè)計(jì).pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電子商務(wù)一步步走進(jìn)人們的生活,如何保證信息的安全成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的問(wèn)題。但目前,國(guó)內(nèi)外廣泛使用的SHA芯片大都是實(shí)現(xiàn)某種特定SHA算法的專用芯片,如SHA-1芯片、SHA-256芯片。因算法是確定且不可更改的,難以滿足不同用戶多層次的安全性需要。
　　 采用可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)設(shè)計(jì)的可重構(gòu)SHA安全芯片結(jié)合了微處理器的軟件靈活性和專用ASIC的高效性,可以根據(jù)需要來(lái)改變硬件資源的組合以適應(yīng)不同的應(yīng)用領(lǐng)

2、域和安全場(chǎng)合,在高效靈活支持多種SHA散列算法的同時(shí),更是降低了安全芯片失泄密的可能性。本文針對(duì)現(xiàn)有的四種SHA散列算法:SHA-1、SHA-256、SHA-384和SHA-512算法,結(jié)合可重構(gòu)計(jì)算的設(shè)計(jì)思路與研究方法,設(shè)計(jì)出一種基于Altera公司的Cyclone系列FPGA的可重構(gòu)SHA設(shè)計(jì)方案。
　　 本文首先介紹了常用的FPGA開(kāi)發(fā)與仿真工具、設(shè)計(jì)方法、開(kāi)發(fā)流程以及如何進(jìn)行仿真,緊接著,研究分析了SHA-1、SHA-2

3、56、SHA-384和SHA-512四種算法,并在QuartusⅡ綜合開(kāi)發(fā)環(huán)境中將他們一一進(jìn)行實(shí)現(xiàn),并調(diào)用ModelsimSE6.2b仿真工具進(jìn)行基于FPGA的仿真驗(yàn)證。然后,在總結(jié)、歸納四種算法可重構(gòu)模塊與單元的基礎(chǔ)上,采用可重構(gòu)體系的設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)基于FPGA的可重構(gòu)SHA算法。
　　 在QuartusⅡ綜合開(kāi)發(fā)環(huán)境中成功將可重構(gòu)SHA算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),并調(diào)用Modelsim SE6.2b仿真工具進(jìn)行了基于FPGA的仿真驗(yàn)證；