[實用新型]一種基于FPGA的車載FlexRay數據安全傳輸裝置

有效

• 申請號: 201721696547.5
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN207691835U
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 周原;隋景林;劉明山;張圓圓;李和林;于樂;肖文萍;高鳳喜
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L9/08;H04L9/06
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本實用新型公開了一種基于FPGA的車載FlexRay數據安全傳輸裝置，其該裝置包括FlexRay總線協議處理模塊、數據加解密模塊、密鑰分配模塊。本實用新型是為了解決利用硬件的加密方法實現車載數據安全傳輸而提供的一種基于FPGA的車載FlexRay數據安全傳輸裝置，該裝置能夠很好地實現利用FlexRay總線協議對車載數據進行傳輸，并保障傳輸數據的安全性與實時性。本實用新型利用硬件加密的方法對所傳輸數據進行加密處理，其加密速度快，安全度高可滿足車載數據對于可靠性與實時性的要求。同時加入密鑰分配模塊用于與其他裝置進行數據交流產生加密所用密鑰，動態產生密鑰，進一步提高安全性并解決了密鑰難以分配問題。

技術領域

本實用新型涉及車載總線技術、FPGA嵌入式系統開發技術、網絡安全技術領域，尤其是用來實現FlexRay總線協議數據傳輸的一種基于FPGA的車載FlexRay數據安全傳輸裝置。

背景技術

隨著物聯網、車聯網的提出和快速發展，車內總線傳輸數據的安全性日益引起人們的關注。FlexRay總線協議廣泛應用于車載數據的傳遞，利用總線協議實現車內控制數據的傳輸，再利用網關實現與其他網絡的數據交換。然而，隨著車聯網的發展，車聯網給汽車提供了巨大的機遇的同時，也提出了嚴峻的挑戰。如何實現在接入大網絡環境后數據的安全傳輸具有重要意義，實現車載信息的安全傳輸可保障信息不被外界環境所干擾，同時可防止外界數據對內部信息的篡改而導致的安全問題。車載信息的安全傳輸與實現，使數據具有更高的安全性，為數據提供一種內部的安全屏障，有利于未來技術的更好發展。

同時，車載數據對于實時性與可靠性具有較高要求，使得軟件加密中易被破解的缺點使其不再適用，而基于硬件的加密方法雖可能在造價上不具優勢，但其加密速度快，安全度高可滿足車載數據對于可靠性與實時性的要求。

為了實現基于硬件加密方法的車載數據安全傳輸，設計了一種基于FPGA的總線協議車載數據的安全傳輸裝置。

實用新型內容

本實用新型是為了解決利用硬件的加密方法實現車載數據安全傳輸而提供的一種基于FPGA的總線協議車載數據的安全傳輸裝置，該裝置能夠很好地實現利用FlexRay總線協議對車載數據進行傳輸，并保障傳輸數據的安全性與實時性。

實現本實用新型目的的具體技術方案是：

一種基于FPGA的車載FlexRay數據安全傳輸裝置，特點是：該裝置包括FlexRay總線協議處理模塊、數據加解密模塊、密鑰分配模塊，各模塊集成于FPGA裝置中，并利用核心芯片及電源電路、驅動器接口模塊、JTAG接口模塊、復位電路模塊、FLASH模塊以及SDRAM模塊實現各自功能，電源電路為FPGA裝置進行供電，驅動器接口模塊用于收發數據，JTAG接口模塊主要用于程序下載和燒寫FLASH，SDRAM模塊用于存儲密鑰。

所述FlexRay總線協議處理模塊包括時鐘模塊，協議控制模塊，數據傳輸模塊三大主要部分實現數據按照協議的要求的封裝。

所述數據加解密模塊用于對數據進行AES方法進行加密，由字節替代變換、行移位變換、列混合變換、密鑰異或，四步設計完成。

所述密鑰分配模塊用于與其他裝置進行數據交換，并產生加解密模塊所使用的加密密鑰。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

(1)利用硬件加密的方法對所傳輸數據進行加密處理，其加密速度快，安全度高可滿足車載數據對于可靠性與實時性的要求。

(2)本實用新型加入密鑰分配模塊用于與其他裝置進行數據交流產生加密所用密鑰，動態產生密鑰，進一步提高安全性并解決了密鑰難以分配問題。

附圖說明

通過參考以下結合附圖的說明及權利要求書的內容,并且隨著對本實用新型專利的更全面理解,本實用新型專利的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中：