[實用新型]一種基于FPGA的北斗數據加密系統

有效

• 申請號: 201620881551.8
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN206481314U
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 韓鎮
• 申請（專利權）人: 韓鎮
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及數據加密領域，特別涉及一種基于FPGA的北斗數據加密系統及方法。

背景技術

衛星導航系統是重要的空間信息基礎設施。中國高度重視衛星導航系統的建設，一直在努力探索和發展擁有自主知識產權的衛星導航系統。2000年，首先建成北斗導航試驗系統，使我國成為繼美、俄之后的世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。該系統已成功應用于測繪、電信、水利、漁業、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等諸多領域，產生顯著的經濟效益和社會效益。特別是在2008年北京奧運會、汶川抗震救災中發揮了重要作用。為了更好地服務于國家建設與發展，滿足全球應用需求，我國啟動實施了北斗衛星導航系統建設。

而隨著網絡通信技術的發展，數據傳輸對安全性的要求也隨之加強。如何確保信息的正確認證與嚴格保密，保證數據信息在傳輸與處理過程中不被非法竊取和篡改，成為信息安全理論與技術研究的重要內容。多數情況下，數據加密是保證信息機密性的惟一方法。在北斗測量系統中，北斗定位數據以明文形式通過電臺進行傳輸，可能會被同型號電臺獲取，存在一定的安全隱患。

實用新型內容

鑒于此，本實用新型提供了一種基于FPGA的北斗數據加密系統及方法，該實用新型具有：安全性高、成本低、實用性強和處理速度快等優點。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種基于FPGA的北斗數據加密系統，其特征在于，所述系統包括：北斗接收機、機載端和服務器端；所述機載端包括：鍵盤、機載LCD和加密卡；所述服務器端包括：數據接收單元、解密單元和數據處理單元；所述北斗接收機信號連接于機載端；所述機載端信號連接于服務器端。

進一步的，本實用新型的加密卡主要具備如下的功能：

1、解析、處理北斗數據、檢測設備工作狀態并在LCD上顯示相關信息；

2、接收北斗數據并通過加密卡對其加密，將密文通過電臺傳送到服務器端；

3、處理鍵盤或服務器端輸入的預存指令編號或新指令，將指令發給北斗接收機并返回回饋信息；

4、更新鍵盤或服務器輸入的新密鑰或新管理員口令。新密鑰先保存在Flash中，再通過總線傳給密鑰寄存器；新口令保存在Flash中。

所述加密卡包括：NIOS處理器、DES IP處理單元、接口單元、計時器、UART接口單元、Flash單元、SDRAM控制器、LCD控制器和總線單元；所述總線單元分別信號連接于NIOS處理器、DES IP處理單元、JTAG接口單元、計時器、UART接口單元、Flash單元、SDRAM控制器和LCD控制器。

所述鍵盤信號連接于總線單元；所述北斗接收機信號連接于UART接口單元；所述機載LCD信號連接于LCD控制器；所述服務器端信號連接于UART接口單元。

所述UART 接口單元，用于連接機載端和北斗接收機，以及機載端和服務器端的數據通信，將接收到的北斗數據分別發送至NIOS處理器和DES IP處理單元；所述NIOS處理器，用于解析北斗數據，將解析后的北斗數據經LCD控制器發送給LCD進行實時顯示；所述DES IP處理單元將北斗數據進行加密后，通過I/O終端發送給NIOS處理器；所述鍵盤用于輸入新密鑰或新管理員口令，將輸入的新密鑰或新管理員口令經總線發送給Flash單元進行保存。

所述機載端和服務器端之間通過電臺進行數據傳輸；所述數據接收單元用于接收電臺發送過來的密文數據；所述解密單元用于對密文進行解密、解析；所述數據處理單元用于處理北斗數據，顯示北斗參數，發送個北斗接收機控制指令，更改密鑰，更改管理員口令和設置串口參數。

采用以上技術方案，本實用新型產生了以下有益效果：

1、安全性高：本實用新型針對北斗系統進行設計，比起針對于GPS系統設計的算法，更加適用于我國自主的衛星導航定位系統。另外，本實用新型采用改進后的加密算法，安全性更高。

2、成本低：本實用新型的數據加密系統采用的元器件都是FPGA中的基礎元器件，能夠大規模進行量產，成本更低。

3、實用性強：本實用新型的加密算法和解密算法案進行分離，將解密的部分放到服務器上，使得機載端的負荷減小，體積更小，便于攜帶，實用性更強。

4、運行速度快：采用DES IP處理單元對北斗數據加密，比起傳統的采用NIOS處理器對北斗數據進行加密，不會出現丟點現象，且處理速度更快。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中一種防止IPSec VPN設備多隧道IKE協商失敗的系統的流程圖。

具體實施方式