加密卡的设计与实现

论文摘要

本文通过对AES加密/解密算法以及防火墙体系结构的研究,提出了一种将硬件加密卡嵌入到防火墙中,以实现网络通信安全的一种方法。主要是根据ISO的OSI模型,将加密卡功能嵌入到HTTP代理通信协议,安装在PCI总线上。从加密卡的功能角度讲,加密/解密卡是被置入堡垒主机中的应用层中,芯片一端与应用层的身份认证模块接口相连,另一端与服务代理接口相接。当外部主机请求连接时,服务代理启动身份认证程序,同时启动加密解密模块对双方的认证过程进行加密解密。在主机中使用硬加密芯片的优点在于它减少了主机系统的工作负担,由硬件加密解密芯片负责运算可以尽量少的占用系统资源。此外,也可以减少开发的周期和成本。总之,将加密卡与防火墙很好地结合起来,可以极大地提高网络安全通信的性能并具有很高的实时性能。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 密码学理论
• 1.2.1 加密通信模型
• 1.2.2 算法和密钥
• 1.2.3 对称密码体制和公开密码体制
• 1.3 本课题的来源及其研究目的和意义
• 1.4 国内外在该方向的研究现状及分析
• 1.5 本文的主要研究工作和结构
• 第2章 典型的分组密码
• 2.1 分组密码的数学模型
• 2.2 数据加密标准（DES）
• 2.3 块加密器的参数
• 2.4 块加密器的操作模式
• 2.5 密码分析
• 2.6 分组密码的一般设计原理
• 2.7 本章小结
• 第3章 防火墙AES 算法设计及安全协议
• 3.1 算法背景
• 3.2 算法分析
• 3.3 密钥的生成
• 3.4 加密器
• 3.5 解密器
• 第4章 防火墙硬加密结构设计
• 4.1 防火墙分类
• 4.2 性能比较
• 4.2.1 包过滤路由器
• 4.2.2 双宿网关
• 4.2.3 应用层网关
• 4.2.4 过滤子网
• 4.3 防火墙技术
• 4.3.1 网络地址转换器（NAT）
• 4.3.2 加密路由器
• 4.3.3 身份证
• 4.3.4 安全内核
• 4.3.5 最少特权
• 4.4 过滤型子网防火墙
• 4.5 防火墙硬加密结构
• 4.6 防火墙加密卡的硬件设计
• 4.6.1 PCI 总线接口芯片PCI 9052
• 4.6.2 TM5320C6x DSP 的FLASH 引导方法的实现
• 4.6.3 Flash Rom 内存分配使用图
• 4.7 本章小结
• 第5章 防火墙硬加密技术实现
• 5.1 加密技术工作过程
• 5.2 防火墙HTTP 代理通信协议
• 5.2.1 代理服务器实现要点
• 5.2.2 代理服务器加密/解密的通信实现
• 5.3 防火墙加密/解密算法实现
• 5.4 代理服务器/客户加密通信核心代码演示
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 后记、致谢