[發(fā)明專利]一種基于可編程邏輯陣列實現(xiàn)安全傳輸?shù)姆椒?/span>有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011080151.4 | 申請日: | 2020-10-10 |
| 公開(公告)號: | CN112256622B | 公開(公告)日: | 2022-12-02 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 劉昱;吳志鵬 | 申請(專利權(quán))人: | 天津大學 |
| 主分類號: | G06F15/167 | 分類號: | G06F15/167;G06F8/41 |
| 代理公司: | 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201 | 代理人: | 李素蘭 |
| 地址: | 300072*** | 國省代碼: | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 基于 可編程 邏輯 陣列 實現(xiàn) 安全 傳輸 方法 | ||
1.一種基于可編程邏輯陣列實現(xiàn)信息安全傳輸系統(tǒng)的方法,其特征在于,該方法具體包括以下步驟:
步驟1、對開源的RISC-V指令集進行裁剪和擴展,以滿足信息安全傳輸系統(tǒng)的要求;在RSIC-V預(yù)留的指令編碼空間擴展自定義的加密和解密指令,添加加密、解密指令提高系統(tǒng)處理加密任務(wù)、解密任務(wù)的效率;
步驟2、設(shè)計信息安全傳輸系統(tǒng)的發(fā)送端、接收端的加密模塊和解密模塊硬件部分,采用非對稱加密算法以保證加密過程的安全性,用一個密鑰加密信息后,只有對應(yīng)的密鑰才能解開;公鑰向其他人公開,私鑰則保密,其他人無法通過該公鑰推算出相應(yīng)的私鑰;
步驟3、基于LLVM編譯器框架進行修改,添加RISC-V后端以及自定義指令,完善信息安全傳輸系統(tǒng)的編譯工具,完善交叉編譯工具鏈,提高系統(tǒng)使用的便利性;具體包括:LLVM編譯器框架由前端、優(yōu)化器以及后端三部分組成,把LLVM的中間表示轉(zhuǎn)換成在RSIC-V處理器上運行的執(zhí)行代碼,即:在LLVM編譯框架的后端部分創(chuàng)建一個Targetmachine類的子類來描述RSIC-V目標機器的特性;然后使用Tablegen為目標機器的寄存器定義、寄存器別名和來自目標特定的RegisterInfo.td的寄存器類產(chǎn)生代碼;同時在TargetInfo類添加代碼來表示這個目標機器支持的指令集,包括自定義的加密、解密指令;
步驟4、對開源Linux系統(tǒng)進行裁剪,移植到RISC-V上形成能夠運行與調(diào)度的資源;具體包括:以開源Linux系統(tǒng)為基礎(chǔ),編譯一個最小化的Linux內(nèi)核,完成整個內(nèi)核的初始化并啟動init進程;然后添加UART、USB、CF設(shè)備的驅(qū)動程序,以及完成對Ext2文件系統(tǒng)的支持,添加文件系統(tǒng)相關(guān)的MTD、Block設(shè)備驅(qū)動,針對內(nèi)核配置至少添加IPC、網(wǎng)絡(luò)支持、TCP/IP、Socket內(nèi)容,生成內(nèi)核啟動鏡像,將內(nèi)核鏡像文件嵌入引導(dǎo)程序,并將嵌入后得到的引導(dǎo)程序加載到RSIC-V處理器的內(nèi)存中,生成運行于RSIC-V的linux操作系統(tǒng);
步驟5、在交叉編譯環(huán)境中調(diào)用匹配內(nèi)核以RISC-V體系架構(gòu)編譯linux內(nèi)核,同時把加密模塊和解密模塊的驅(qū)動程序加載到內(nèi)核中,生成新的內(nèi)核鏡像文件,用于后續(xù)管理硬件設(shè)備、實現(xiàn)進程調(diào)度;
步驟6、利用可編程邏輯陣列廠商提供的工具,對利用verilog硬件描述語言設(shè)計的RSIC-V處理器、加密模塊、解密模塊硬件電路進行綜合、布局布線后加載到可編程邏輯陣列中,將步驟5生成的內(nèi)核鏡像文件拷貝到存儲卡中,引導(dǎo)嵌入式操作系統(tǒng)的啟動。
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