密码算法测试平台 ——硬件设计研究

论文摘要

密码技术是信息安全的核心。随着电子技术、网络攻击技术的快速发展,使得对高强度、易实现算法的需求迫切摆在工程技术人员面前。密码算法的研究开发机构,十分需要这样的平台对其研究的算法进行实际测试,即对其正确性、速率、安全性以及可行性等进行测试。本课题来自北京电子科技学院科研中心。本人负责硬件设计研究。本课题结合当前算法研究的实际情况,提出一种密码算法测试平台的硬件总体设计方案,并设计实现基于单片机、DSP和FPGA硬件测试平台。本文主要内容包括以下几部分:首先,详细分析了主流处理器和专用集成电路的技术发展;其次,通过对密码算法测试平台的功能分析,确定系统平台的硬件结构方案;再次,阐述主板和算法模块的原理图设计方案实现过程;最后,利用软件编译环境编写各个模块与处理器的接口函数,从而完成系统功能的集成调度,并进行软件调试,最终完成课题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 密码算法工程实践的发展现状
• 1.2 课题研究背景与意义
• 1.3 论文内容及作者完成的任务
• 第二章 密码算法工程实践的基本理论
• 2.1 密码算法的基本理论
• 2.1.1 密码体制的分类
• 2.1.2 常用算法分析
• 2.1.3 算法实现与软硬件
• 2.2 主流处理器的技术发展
• 2.3 专用芯片的技术发展
• 第三章 密码算法测试平台的总体设计
• 3.1 密码算法测试平台的系统简介
• 3.1.1 算法测试平台的需求分析及功能介绍
• 3.1.2 算法硬件测试平台的组成及要求
• 3.2 系统结构确定
• 3.3 器件的选择
• 3.3.1 单片机的选择
• 3.3.2 DSP 处理器的的选择
• 3.3.3 FPGA 的选择
• 3.3.4 存储器的选择
• 3.3.5 IC 卡的选择
• 3.3.6 时钟芯片的选择
• 3.3.7 其他扩展接口
• 第四章 密码算法测试平台系统硬件单元设计
• 4.1 系统的整体框图
• 4.2 主板的硬件设计
• 4.2.1 MCU 最小系统设计
• 4.2.2 实时时钟模块的设计
• 4.2.3 主板中通信模块的原理图设计
• 4.2.4 存储模块的设计
• 4.2.5 IC 卡接口电路
• 4.2.6 随机数发生器的设计
• 4.2.7 主板中电源电路原理图设计
• 4.2.8 主板中其他接口模块的原理图设计
• 4.2.9 主板的PCB 设计
• 4.3 算法模块的硬件设计
• 4.3.1 VC5402 微处理器模块的原理图设计
• 4.3.2 存储模块的设计
• 4.3.3 FPGA 的原理图设计
• 第五章 密码算法测试平台系统的接口函数设计
• 5.1 概述
• 5.2 主板的软件接口函数
• 5.2.1 DS1302 接口函数的实现
• 5.2.2 UART 的接口函数实现
• 5.2.3 IC 卡接口函数的实现
• 2C 的接口函数实现'>5.2.4 I²C 的接口函数实现
• 5.2.5 SPI 接口函数的实现
• 5.2.6 HPI 接口函数的实现
• 5.2.7 调度程序的实现
• 5.3 算法模块的软件实现
• 5.4 平台测试
• 5.4.1 硬件调试过程
• 5.4.2 系统测试
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 个人研究成果