排列码加密U盘硬件设计

论文摘要

随着社会信息化程度的不断提高,人们对信息存储的要求越来越高。存储载体的安全是信息系统安全的关键之所在。在目前诸多的存储载体中,U盘由于其诸多优点得到广泛的应用。但是普通U盘是以明文的形式进行数据的存取和传输,这就不可避免的带来了安全隐患。针对现存U盘在安全性能方面的不足,本文提出了基于数据加密技术和硬件加密技术的大容量安全U盘的解决方案。该方案能较好地保护数据的安全性、完整性和可靠性。数据加密技术使得数据以密文的形式存储在U盘中。该方案在继承普通U盘所有功能的基础上,采用排列码加密算法,完全从硬件上进行数据加密,操作简单方便,加密速度快。本文从加密技术和硬件设计方面进行了阐述。介绍了目前常用的加密技术,认真分析了对称密钥加密方法、非对称密钥加密方法等加密技术的优缺点,介绍了排列码加密解密算法,排列码加密解密算法突破了传统的分组密码的旧观念,使加密强度有了较大幅度的提高;并重点介绍了USB大容量存储器传输协议;排列码加密U盘的硬件结构的设计其中包括USB接口电路,电压转化电路,数据加密/解密电路以及数据读写电路;固件程序的开发。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 选题背景
• §1-2 加密U盘国内外发展状况及问题
• §1-3 排列码加密U盘的目的和意义
• §1-4 本文的主要研究内容
• 第二章 密码学
• §2-1 密码学的发展
• §2-2 现代密码体系的组成
• §2-3 密码体制及其典型算法
• 2-3-1 对称密码体制及DES算法
• 2-3-2 非对称密码体制及RSA算法
• 2-3-3 一种全新的加密思想—排列码
• 第三章 USB及 USB海量存储设备类规范
• §3-1 USB概述
• 3-1-1 USB简介
• 3-1-2 USB的特点和应用
• §3-2 USB体系结构
• 3-2-1 USB系统描述
• 3-2-2 USB的物理接口
• 3-2-3 USB的电源管理
• §3-3 USB数据传输
• §3-4 USB海量存储设备类协议
• 3-4-1 USB设备类及其子类
• 3-4-2 U盘系统USB描述符
• 3-4-3 BULK-ONLY 传输协议
• 第四章 排列码加密 U盘硬件的设计
• §4-1 排列码加密U盘硬件组成
• §4-2 排列码加密U盘接口控制器CY7C68013A
• 4-2-1 接口控制器CY7C68013A芯片的内部结构
• 4-2-2 接口控制器CY7C68013A芯片引脚及其功能
• 4-2-3 接口控制器芯片端点缓冲区
• §4-3 FLASH芯片的结构和特性以及复杂可编程逻辑器件
• 4-3-1 K9F2808U的结构特点
• 4-3-2 K9F2808U组织结构
• 4-3-3 NAND FLASH操作码
• 4-3-4 复杂可编程逻辑器件
• §4-4 排列码加密U盘硬件设计
• 4-4-1 排列码加密U盘硬件原理图
• 4-4-2 排列码算法的实现
• 第五章 排列码加密U盘固件的设计
• §5-1 固件的概念及其功能
• §5-2 固件的工作原理
• 5-2-1 固件的工作流程
• 5-2-2 USB标准请求及固件的响应处理
• 5-2-3 命令、数据和状态传输的实现
• 第六章 总结
• 参考文献
• 附录A
• 致谢