基于单总线的FPGA加密系统设计.pdf

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1、分类号密级注1UDC学位论文基于单总线的FPGA加密系统设计（题名和副题名）杨扬（作者姓名）指导教师姓名叶芃副教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业名称测试计量技术及仪器论文提交日期2012.04.16论文答辩日期2012.05.23学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成

2、果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要随着克隆技术的

3、日益发达，各种电子产品很容易被他人拷贝，特别是FPGA的设计，其开发难度大、周期长、费用高，但只需要常规的破解手段，设计者的知识产权便化为乌有。因此，FPGA的设计开发面临着严峻的挑战，这也促使人们不断加强在FPGA安全保密领域的研究。但是目前对FPGA进行保护的方法较为单一，该领域的发展空间还很巨大，这些都促进了FPGA加密认证技术的发展。本文所研制的加密系统使用安全存储芯片作为核心技术，不仅实现了对FPGA设计进行保护的基本功能，和已有的传统加密方案相比，该系统还具有成本低，占有资源小，适用范围广等特点。本文的主要工作为：首先介绍了课题的来源意

4、义以及国内外发展现状，研究了现有加密方法的优劣；然后对方案进行了前期的理论分析，包括系统工作原理的设计，算法的选择等；接着根据设计方案进行了具体的实施，工作的内容包括芯片的选型，硬件电路的搭建和控制逻辑代码的编写等；最后，将方案实施的结果进行了展示，验证了设计理论的正确性和可操作性。其中，本文的工作重点是完成系统控制逻辑的设计，逻辑设计中的难点是通过硬件分别模拟完成系统的通信协议和加密算法。展示结果表明，本文所设计的加密系统大幅提高了FPGA的保密性和安全性，避免了其设计功能被他人用一定的技术手段进行复制再实现，完成了对FPGA核心设计的保护，能够

5、满足中低档电子产品对安全保密方面的需求，可广泛应用于系统知识产权保护领域，具有较大的经济效益。关键词：克隆，FPGA，加密I万方数据ABSTRACTABSTRACTWiththeincreasingdevelopmentoftheclonetechnology,avarietyofelectronicproductscanbeeasilycopiedbyotherpeople,especiallyintheFPGAdesignfieldwhichhasthefeaturesofdifficultdevelopment,longperiodandhi

6、ghcost,buttheintellectualpropertyrightsofthedesignercanbegonejustwithsomeregulardecryptionways.SotheFPGAdesignisfacingasternchallengewhichurgespeopletoconstantlyenhancetheresearchinthefieldofsecurity.However,waysofprotectingFPGAarefewandthespaceofdevelopmentisstilllarge,theses

7、ituationshavedevelopedthetechnologyofencryptionandauthentication.Theencryptionsystemofthisarticleusesthesafetystoragechipasthecoretechnology,itcannotonlyrealizethebasicfunctionofprotection,butalsohasfeaturesoflowcost,smalloccupancyandwideusecomparingwiththetraditionalencryptio

8、nschemes.Themainworkis:First,thearticleintroducesthesourceand