多業(yè)務(wù)EPON的加密技術(shù)研究.pdf

1、無源光以太網(wǎng)(EPON)具有長(zhǎng)距離，高帶寬，低成本，易維護(hù)等優(yōu)越特點(diǎn)，在最后一公里接入的競(jìng)爭(zhēng)中倍受青睞，并由傳送單一數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開始向傳送多業(yè)務(wù)發(fā)展。 EPON在下行共享光纖帶寬，為了防止信息被竊取，保證系統(tǒng)可靠安全，需要對(duì)信息進(jìn)行加密，而在G.983標(biāo)準(zhǔn)中采用的攪動(dòng)作為加密措施，這對(duì)于應(yīng)用日益豐富的EPON存在很大的安全隱患。 由于單一的加密算法無法在安全性和處理負(fù)荷之間取得很好的均衡，考慮到不同業(yè)務(wù)之間流量差別和安全性要

2、求并不相同，本文對(duì)流媒體，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，認(rèn)證信令業(yè)務(wù)分別采用攪動(dòng)、AES、RSA三種加密算法進(jìn)行加密，從而使這一加密方案在獲得較高安全性的同時(shí)，也取得高吞吐量。 在設(shè)計(jì)方案中，為了不影響高層，使加密模塊保持相對(duì)的獨(dú)立性，本文根據(jù)以太網(wǎng)的接口特性，在MAC子層和RS子層之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)加密子層，通過仿真GMⅡ接口，實(shí)現(xiàn)向上對(duì)MAC層向下對(duì)RS子層為透明，選取的加密范圍包括了原地址，目的地址，數(shù)據(jù)域和校驗(yàn)域，并在導(dǎo)引序列中劃分一塊作為業(yè)務(wù)加

3、密指示域，根據(jù)上層DiffServ服務(wù)在IP包中指示的TOS字段，標(biāo)示不同的業(yè)務(wù)用于加密指示。 在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，使用DSP軟件處理加密算法會(huì)帶來大量的延時(shí)，本文提出了一種FPGA軟核處理器+協(xié)處理器的硬件方案來實(shí)現(xiàn)這一加密系統(tǒng)。攪動(dòng)處理簡(jiǎn)單，由FPGA全硬件邏輯實(shí)現(xiàn)；AES存在較多的輪過程，通過構(gòu)建相應(yīng)的協(xié)處理器來實(shí)現(xiàn)；RSA處理的數(shù)據(jù)量較少，由軟核處理器軟件實(shí)現(xiàn)；同時(shí)利用RSA的私鑰密碼算法特性，本文也給出一種用RSA算法對(duì)AE