嵌入軟件無線電臺(tái)中的AES加密模塊研究.pdf

1、隨著電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的高速發(fā)展,社會(huì)的信息化程度越來越高,人們對(duì)信息的安全性提出了更高的要求,對(duì)數(shù)據(jù)的加密處理無疑是保證數(shù)據(jù)安全的必要環(huán)節(jié)。 本論文介紹的嵌入軟件無線電臺(tái)的加密模塊基于TI公司數(shù)字信號(hào)處理器芯片TMS320VC5416,加密模塊通過專門的PCI接口芯片PCI9054與軟件無線電臺(tái)兼容PCI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 通過數(shù)字信號(hào)處理器軟件實(shí)現(xiàn)了高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法,并采取了匯編語言編程、查表實(shí)現(xiàn)S盒運(yùn)算和列混合運(yùn)算

2、等優(yōu)化方法使算法加密速率大于3Mb/s,并為高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法模塊設(shè)計(jì)了C語言調(diào)用接口支持在C語言環(huán)境的調(diào)用。通過IC卡保存重要的算法代碼和重要參數(shù),加密模塊加電后數(shù)字信號(hào)處理器從IC卡加載算法和參數(shù),提高了安全性,并支持算法未來升級(jí)的需要。加密模塊在CPLD器件中通過VHDL語言編程實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)FLASH隨機(jī)存儲(chǔ)器和IC等的讀寫訪問控制。 通過在選取元器件時(shí)對(duì)器件功耗和工作溫度嚴(yán)格控制,加密模塊的功耗指標(biāo)小于了3W,工

3、作溫度指標(biāo)達(dá)到了-25℃至+55℃。以CCS集成環(huán)境為開發(fā)調(diào)試工具,用C和匯編語言的混合編程方法實(shí)現(xiàn)了高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法、IC卡讀寫、CPCI通信等的軟件,并對(duì)高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法在數(shù)字信號(hào)處理器芯片中的運(yùn)行進(jìn)行軟件模擬、在片運(yùn)行測(cè)試評(píng)估以及正確性驗(yàn)證,同時(shí)還給出了加密模塊的加密速率、功耗和工作溫度的測(cè)試方法及結(jié)果,另外詳細(xì)描述了以數(shù)字信號(hào)處理器芯片TMS320VC54.16為處理器的硬件系統(tǒng)平臺(tái),完成了部分主要器件在具體接口上的電路連接與信

4、號(hào)控制。 本論文設(shè)計(jì)的嵌入軟件無線電臺(tái)的加密模塊設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)CPCI板卡,可嵌入到軟件無線電臺(tái)中,支持熱插拔,攜帶方便,便于管理；基于數(shù)字信號(hào)處理器芯片TMS320VC54.16硬件平臺(tái),使用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法加密速度可達(dá)3Mb/s以上：通過IC卡支持算法升級(jí),并有較好的安全性,可以滿足很多普通用戶的需求,甚至通過完善改進(jìn)還可滿足一些特殊用戶的需求；工作環(huán)境可以滿足工業(yè)級(jí)工作溫度-25℃至+55℃；功耗低,整機(jī)工作時(shí)功耗小于3W：另