[發明專利]一種可以重用于使用AHB總線系統的從機結構

在審

• 申請號: 201510293836.X
• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN104954119A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 陳銳;陳嵐;李瑩
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;G06F13/40;H04L29/08
• 代理公司: 北京漢昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11370
• 代理人: 朱海波

技術領域

本發明涉及傳感器網絡電路領域，尤其涉及一種用于傳感器網絡電路領域的可以重用于使用AHB總線系統的從機結構。

背景技術

隨著移動設備的小型化和普適計算的快速發展，以無線傳感技術為依托的無線傳感器網絡正成為研究熱點。考慮到無線傳感器網絡節點的通信信道，使用環境的開放性，其安全性成為研究中面臨的重大問題。IEEE802.15.4協議已經成為無線傳感器網絡事實上的應用標準，該協議采用基于高級加密算法AES(Advanced?Encryption?Standard)的聯合加密認證模式CCM(CTR?and?CBC-MAC)。無線傳感器網絡節點的軟硬件資源非常有限，并且往往是通過電池供電，其成本和能耗是設計時所必須考慮的關鍵因素。因此，為無線傳感器網絡節點設計獨立的低能耗、小面積的安全協處理器成為一大挑戰。

如今傳感器節點的適用環境根據復雜，需要面對更多的應用環境。高性能的微控制器(MCU)是將來的一種選擇，在這種情況下，設計需要適應于特定的總線結構，并且提高重用性。

IEEE?802.15.4中的安全套件稱為AES-CCM*，它規定了基于AES加密算法的多種安全模式，包括CTR、CBC-MAC和CCM，可以分別實現幀的加密、認證以及加密與認證聯合模式，從而實現不同的安全級別。2000年10月，美國國家標準技術研究所(NIST)通過公開招標選定了新的加密算法Rijndael作為其高級加密標準(AES)。AES算法是一種分組加密算法，802.15.4指定的分組長度為128bit，采用128bit的密鑰。在這一參數下，算法中輪循環的次數為10次。AES算法到目前為止在算法層面上可以視為絕對安全。

雖然傳感網安全中的加密問題已經得到了廣泛研究，但是多數研究是針對AES核進行分析、優化，所得到的結果與真實的系統應用還有一定的差距。基于AES的安全模式的優化設計研究較少，發表的設計的思路也不具備可重用性。同時，由于傳感網節點可能會被應用于更加復雜與智能的環境，因此傳感網節點上的MCU將會比以往更加強大，除了低端的8051之外，適用于如ARM在內的控制芯片的AES安全模塊的設計還沒有被推出。

因此希望設計一種可重用的，適用于AHB總線的安全模塊，并需要集成協議所規定的基于AES的多種安全操作

發明內容

本發明提供了一種可以解決上述問題的安全模塊從機結構，該結構包括的特征為：所述從機結構以AES-CCM*為核心，所述AES-CCM*的特征是包含一個AES核。

與現有技術相比，采用本發明提供的技術方案具有如下優點：通過對AES核進行結構優化，極大的降低功耗，減少資源。并提出了對一個AES核進行復用，完成AES-CCM*中三種安全操作的結構，有效的降低功耗，節省面積。最后將AES-CCM*設計為滿足AHB標準的從機，實現了復用性與標準化的安全模塊。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯。

圖1為根據本發明的實施例的從機設計結構圖；

圖2為AES的算法流程圖；

圖3為根據本發明的實施例的AES的設計結構圖

圖4為CTR加密模式的示意圖；

圖5為CBC-MAC模式的示意圖；

圖6為根據本發明的實施例的AES核復用結構的結構圖和狀態轉移圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例。

所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發明。此外，本發明可以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系

根據本發明的一個方面，提供了一種安全模塊從機結構。下面，將結合圖2至圖6通過本發明的一個實施例對圖1從機設計結構圖進行具體描述。如圖1所示，本發明所提供的從機設計結構的特征為：

所述從機結構以AES-CCM*為核心，所述AES-CCM*的特征是包含一個AES核。