Linux下算法加密卡的PCIe接口的驅(qū)動(dòng)研究.pdf

1、目前，數(shù)據(jù)的安全性越來越重要了。數(shù)據(jù)的加密在數(shù)據(jù)通信和存儲(chǔ)中的地位顯得越發(fā)重要，數(shù)據(jù)加密技術(shù)是保護(hù)數(shù)據(jù)安全的核心，尤其是在當(dāng)今的電子商務(wù)、數(shù)字貨幣、網(wǎng)絡(luò)銀行和其他網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的興起時(shí)代。使得如何保護(hù)數(shù)據(jù)安全而不被盜取、不被篡改或破壞等問題越來越受到人們的重視。很多企業(yè)的服務(wù)器每天都承載著大量的數(shù)據(jù)，例如淘寶，百度，網(wǎng)易等。在這些大型服務(wù)器上，數(shù)據(jù)的保密是及其重要的，如何保護(hù)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)是要考慮的情況。在現(xiàn)在社會(huì)上，對(duì)于數(shù)據(jù)加密的硬件設(shè)計(jì)一

2、直是發(fā)展的關(guān)鍵，而對(duì)于服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)也極為重要?，F(xiàn)在服務(wù)器的系統(tǒng)大多數(shù)是Linux系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)由于其功能逐漸完善，Linux操作系統(tǒng)越來越廣泛地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。
　　 本文講述了一塊算法加密卡在Linux下的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，這塊板卡是插在電腦的PCIe插槽上。板卡的硬件已經(jīng)存在。算法由硬件實(shí)現(xiàn)，所以具體有哪些算法也是固定的。程序可通過驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的API對(duì)自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。板卡可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多種加密，從而保護(hù)到重要的數(shù)據(jù)

3、。在加密的類別上有壓縮，哈希等破解難度高的算法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的安全加密。本文要做的驅(qū)動(dòng)就是將用戶程序的數(shù)據(jù)進(jìn)行多層的封裝，進(jìn)而對(duì)硬件進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，再而將數(shù)據(jù)傳遞給硬件進(jìn)行加密。驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒉僮饔布木唧w細(xì)節(jié)處理好，提供給用戶的就是盡可能的簡(jiǎn)單明了的API了。本文從PCIe總線和算法的簡(jiǎn)單介紹入手，再介紹了硬件的基本框架以及驅(qū)動(dòng)軟件的設(shè)計(jì)流程。最后介紹板卡在加密速率上的測(cè)試結(jié)果。由于硬件和算法已經(jīng)存在，所以算法的安全性和復(fù)雜率是固定好的，所

4、以驅(qū)動(dòng)API要測(cè)試的就是數(shù)據(jù)的吞吐速度。這個(gè)測(cè)試結(jié)果將作為驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)成功與否的衡量標(biāo)準(zhǔn)。
　　 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)總體分為2層（服務(wù)層和物理層）:
　　 1、服務(wù)層為整個(gè)驅(qū)動(dòng)的第一層，即應(yīng)用程序調(diào)用驅(qū)動(dòng)API后直接進(jìn)入到這一層，這一層要完成的工作主要包括包的一些處理和封裝，和硬件無直接聯(lián)系，處理完成的包傳遞給下一層進(jìn)行處理。
　　 2、物理層為服務(wù)層的下面一層，主要是和硬件打交道，這層將上一層傳下來的包通過DMA將數(shù)據(jù)包下載