TCM系統(tǒng)中密碼算法IP的設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)有的信息安全保護(hù)措施一般有防火墻、入侵檢測(cè)以及病毒防護(hù)等，這些工具在使用時(shí)不但增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，還大大降低了系統(tǒng)的工作效率。再者，目前信息安全的保護(hù)對(duì)象都被集中在服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)，忽略了對(duì)終端設(shè)備的保護(hù)。但終端卻是主要的存放數(shù)據(jù)信息場(chǎng)所，大多數(shù)攻擊事件都是從終端開(kāi)始的。因此為了使一個(gè)信息系統(tǒng)安全可信，必須轉(zhuǎn)變既有思想，將注意力集中于終端。這時(shí)，可信計(jì)算的思想應(yīng)運(yùn)而生。
　　 目前，國(guó)內(nèi)外可信計(jì)算組織分別提出了一整套系統(tǒng)的可信計(jì)算

2、設(shè)計(jì)規(guī)范。論文遵循國(guó)內(nèi)可信計(jì)算組織提出的《可信計(jì)算密碼支撐平臺(tái)功能與接口規(guī)范》，其研究?jī)?nèi)容是國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于多核的I/O資源可信訪問(wèn)策略研究”的一個(gè)重要組成部分。基金項(xiàng)目中只有先設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了可信密碼模塊(Trusted Cryptography Module，TCM)之后，才能在TCM之上構(gòu)建TCM服務(wù)模塊，進(jìn)而應(yīng)用TCM服務(wù)模塊實(shí)現(xiàn)I/O資源的可信訪問(wèn)。
　　 論文為了使TCM提供獨(dú)立的密碼算法，比較現(xiàn)有的軟硬件設(shè)計(jì)

3、密碼算法的優(yōu)缺點(diǎn)后，提出了采用可編程片上系統(tǒng)(System on Progrmmable Chip，SOPC)技術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的密碼算法。論文采用Altera公司提供的EP2C20F484C8N核心板平臺(tái)完成了TCM系統(tǒng)中密碼算法知識(shí)產(chǎn)權(quán)(Intellectual Property，IP)的設(shè)計(jì)與測(cè)試，密碼算法包括SMS4、SM3，還有一個(gè)真隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，并利用SM3 IP實(shí)現(xiàn)了HAMC算法。其中，SMS4 IP按照SMS4算法要求進(jìn)行設(shè)

4、計(jì)，完成了線性變換和非線性變換部分后，在狀態(tài)機(jī)的控制下進(jìn)行加解密操作；SM3 IP依據(jù)規(guī)范要求，具體按照SHA-256算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要由接口模塊、復(fù)位模塊、Wt產(chǎn)生模塊以及運(yùn)算模塊等組成；HMAC按照算法流程調(diào)用SM3 IP實(shí)現(xiàn)；真隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器IP采用振蕩器采樣法的原理，使用環(huán)形振蕩器作為隨機(jī)源，經(jīng)過(guò)馮.諾伊曼校正器和SHA-256 IP的雜化處理后輸出隨機(jī)數(shù)。最后經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field Programmable Gate