[發明專利]一種基于FPGA的維護信息安全方法

有效

• 申請號: 201911100732.7
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110795754B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 梁成華;劉志凱;錢一名;張柯;王冬;胡義武;郭震;趙爽;蒲永杰
• 申請（專利權）人: 中核控制系統工程有限公司
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06F21/64
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 張雅丁

1.一種基于FPGA的維護信息安全方法，應用于核電站的控制系統，工程師站通過網絡與多個控制站通信；其特征在于，解密算法由FPGA實現，包括以下步驟：

(1)工程師向控制站下發數據

(1.1)工程師站下發數據格式

工程師站準備好所有發送的數據后，對DATA字段以16字節補零對齊；

(1.2)對填補后的數據進行數字簽名，簽名后DATA字段長度為160字節；

(1.3)對簽名后的數據進行加密；

工程師站將經過步驟(1.2)數字簽名和步驟(1.1)補零后的數據包拼接，然后對拼接后的數據包進行加密；

(1.4)工程師站對包頭、加密后的160字節計算CRC，發送給控制站；

(1.5)控制站收到數據后，首先CRC進行校驗正確，再檢查目的地址是否與本站匹配，查看包頭是否正確，通過后對160字節的數據進行解密；

解密算法與步驟(1.3)中加密算法的結構相同，只是輪密鑰的使用順序相反，解密輪密鑰是加密輪密鑰的逆序；

(1.6)解密后的數據使用數字簽名算法校驗簽名，簽名認證通過后采用；

數字簽名算法為以下算法中的一種：128bitRSA、ElGamal、Fiat-Shamir、Guillou-Quisquarter、Schnorr、Ong-Schnorr-Shamir、Des/DSA、橢圓曲線數字簽名算法、有限自動機數字簽名算法；

(2)控制站向工程師站回復數據

步驟(2)的過程與步驟(1)相互匹配；

步驟(1.1)中，工程師站下發控制站的數據包由包頭、數據載荷、以及校驗組成；

步驟(1.1)中，工程師站下發控制站的數據包的數據格式滿足以下條件：

字段SYN表示前導碼；字節數量為：7；值：7個0x55H；

字段SFD表示幀邊界；字節數量為：1；值：0xD5；

字段DA表示MAC目的地址；字節數量為：6；值：站地址；

字段SA表示MAC源地址；字節數量為：6；值：由上位機填寫；

字段LE表示數據包長度：128數據+10狀態字；字節數量為：2；值：0x8A；

字段DATA表示應用層數據；字節數量為：138；值：數據；

字段FCS 4表示CRC字段：DATA+DA+SA+LE字段；字節數量為：4；值：CRC值。