新型測(cè)控?cái)?shù)據(jù)加解密平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、遙測(cè)遙控系統(tǒng)是航天領(lǐng)域中不可或缺的重要組成部分，測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的內(nèi)容又決定了保證其安全可靠的重要性，因此測(cè)控?cái)?shù)據(jù)加解密設(shè)備是必不可少的。近年來(lái)我國(guó)航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)加解密技術(shù)在不斷進(jìn)步，多種類(lèi)型的加解密設(shè)備已經(jīng)陸續(xù)投入使用，然而隨著對(duì)數(shù)據(jù)處理速度和安全性能需求的提高，原有加解密設(shè)備已經(jīng)不能滿足新的設(shè)計(jì)要求。在這樣的背景下，本文設(shè)計(jì)出新型測(cè)控?cái)?shù)據(jù)加解密平臺(tái)，開(kāi)創(chuàng)性的提出了基于 VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、應(yīng)用IPSec協(xié)議的平臺(tái)新架構(gòu)，并利用通用路由

2、封裝在嵌入式組播傳輸環(huán)境下成功實(shí)現(xiàn)了IPSec協(xié)議，使得新型加解密平臺(tái)能夠?yàn)楦咚贉y(cè)控?cái)?shù)據(jù)提供加密、認(rèn)證、抗重放等全方位的安全保證，性能遠(yuǎn)勝于原有加解密設(shè)備。本文還設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了加解密平臺(tái)的硬件系統(tǒng)，并開(kāi)創(chuàng)性的引入 PCI-Express總線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行芯片間的數(shù)據(jù)傳輸，使平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高速測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。
　　本文首先介紹了新型測(cè)控?cái)?shù)據(jù)加解密平臺(tái)的硬件系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，為平臺(tái)選定PowerPC加FPGA的硬件架構(gòu)，根據(jù)性能要求和參數(shù)指標(biāo)

3、進(jìn)行主芯片的器件選型，在硬件系統(tǒng)中成功引入 PCIe總線，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)硬件系統(tǒng)中的多個(gè)主要模塊，并繪制了相應(yīng)的電路原理圖，同時(shí)完成了對(duì)平臺(tái)硬件系統(tǒng)的測(cè)試與調(diào)試。
　　接著創(chuàng)新性的提出了應(yīng)用IPSec網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議的全新設(shè)計(jì)架構(gòu)，以IPSec數(shù)據(jù)包的形式為測(cè)控?cái)?shù)據(jù)提供加密、認(rèn)證和抗重放攻擊等全方位的安全保證，極大的提升了經(jīng)過(guò)平臺(tái)處理后數(shù)據(jù)的安全性。同時(shí)開(kāi)創(chuàng)性的利用通用路由封裝在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了組播傳輸下的IPSec協(xié)議，大大擴(kuò)展了

4、IPSec協(xié)議的應(yīng)用范圍，也為實(shí)現(xiàn)組播安全傳輸提出了新的解決思路。
　　然后介紹了加解密平臺(tái)軟件系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)架構(gòu)，為平臺(tái)選取 VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，完成平臺(tái)操作系統(tǒng)的內(nèi)核配置與BSP改寫(xiě)，并將整個(gè)平臺(tái)的應(yīng)用軟件部分規(guī)劃為六大模塊，分別設(shè)計(jì)了每個(gè)模塊的具體功能與實(shí)現(xiàn)流程，并使用嵌入式C語(yǔ)言完成部分主要模塊的編寫(xiě)。為了方便對(duì)加解密平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，還使用VC++語(yǔ)言編寫(xiě)了上位機(jī)測(cè)試軟件。
　　最后，為了配合IPSec協(xié)