基于FPGA的硬件加密卡研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著Internet的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益增多,網(wǎng)絡(luò)安全問題逐漸成為人們不容忽視的一個(gè)問題,因而能很好解決網(wǎng)絡(luò)安全問題的虛擬專用網(wǎng)(VPN,Virtual Private Network)安全網(wǎng)關(guān)也成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn).但VPN安全網(wǎng)關(guān)要應(yīng)用于市場(chǎng),不得不面對(duì)的是日益發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)帶寬和它自身相對(duì)較慢的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理速度之間的瓶頸問題.本論文研究目的正是針對(duì)于此問題,提供一個(gè)安全、可靠、高速的VPN網(wǎng)關(guān),以適應(yīng)日益增加的網(wǎng)絡(luò)帶寬的發(fā)展要求.在

2、分析研究各種相關(guān)VPN解決方案的基礎(chǔ)上,論文提出了基于網(wǎng)絡(luò)處理器IXP425和硬件高速加密卡的嵌入式網(wǎng)關(guān)的解決方案.該方案將數(shù)據(jù)加密處理任務(wù)從主處理器工作任務(wù)中分離出來(lái),很好地解決了網(wǎng)絡(luò)交換處理和加密處理之間的矛盾,大大提高了網(wǎng)關(guān)的安全性能和處理速度.對(duì)基于PCI總線插槽的硬件高速加密卡的設(shè)計(jì),不但解決了速度瓶頸問題,同時(shí)也可用于其他加密應(yīng)用處理.論文對(duì)基于PCI總線接口的加密卡進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì),并重點(diǎn)對(duì)DES/3DES等加密算法的硬件F

3、PGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化.在分析和研究算法原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合DES/3DES加密算法的自身特征,采用多級(jí)流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了加密數(shù)據(jù)的線速輸出,大大提高了性能.結(jié)合Altera公司APEX20K的FPGA產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征和Verilog HDL設(shè)計(jì)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì),采用雙case語(yǔ)句,實(shí)現(xiàn)了很好的資源優(yōu)化.并結(jié)合FPGA硬件設(shè)計(jì)的自身功能,進(jìn)行了毛刺處理等綜合優(yōu)化,使整個(gè)加密算法的實(shí)現(xiàn)速度很好地滿足了項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要求,同時(shí)為整個(gè)硬件高速加密卡的