基于国密算法和PUF技术的物联网安全芯片设计与实现
发布时间：2021-03-06 04:11
物联网即连接了人、物以及服务器的网络系统。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。近年来,随着智能终端的普及以及信息技术、人工智能的迅猛发展,基于物联网技术的智能设备已经逐渐走进人们的生活,智能灯、智能音响更是随处可见。不久的将来,将会有数百亿的智能节点接入互联网。然而,物联网作为一个庞大的网络,其所面临的安全挑战更是不容小觑。安全性高、实时性强和功耗低的安全芯片能够在物联网安全领域发挥关键作用。目前,我国已经提出了一系列商用密码算法用于保证信息安全,将国密算法集成到安全芯片内部能够实现数据的加密解密、签名验签等安全功能。近年来,物理不可克隆技术逐渐成熟,在硅片上实现的物理不可克隆函数（PUF）,其利用芯片的制造工艺偏差而产生的物理随机性,提取出与该物体唯一相关的特征量。通过该特征量,可以唯一识别对应的物体,而且该特征量无法被复制,因为生产过程中的工艺偏差是无法被复制的。基于半导体技术的PUF具有不可复制性、唯一性、稳定性、免疫侵入式攻击的性质,采用PUF技术的物联网安全芯片能够很大程度的提高设备的防伪和抗攻击能力。本文采用AMBA总线系统,并结合国产32位低功耗CPU、国密SM2/3/4...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
联网设备增长速度Figure1-1Thegrowthrateofnetworkingdevices
这两个步骤运算完行了优化设计，[3密码芯片。擎主要实现了 SM息填充与消息分组及 512Bit 的输入数值 Dout。闲状态 idle、写状态号 W 置 1，模块进代完成后 finish 信号保留运算结果进入换图。idleW=0R=0
线[38]。其中，AHB 总线一般用于连接高性能、高吞吐率的模块，例如 CPU、DMM 等；ASB 总线是一种用于连接微处理器和系统外设的高性能总线，同 AHB，其数据宽度较小且采用双向数据总线；APB 总线是外围互联总线，一般RT、SPI 等低速模块，主要优点是协议简单易于使用。AMBA 总线系统中，AHB 和 APB 总线应用最为广泛。AHB-Lite 总线是 AH简化版。二者的区别是：AHB 总线支持多个主设备而 AHB-Lite 总线仅支持备，因此，与 AHB 总线相比，AHB-Lite 总线不需要总线仲裁器。由于本课题芯片除CPU之外没有其它主设备，因此采用的AHB-Lite总线协议。文献[39][4用 AHB 总线接口设计了 IDE 硬盘接口、DES IP 核以及 DMA 控制器。AHB-Lite 总线组成的 SoC 系统一般由主设备（Master）、从设备（Slave）和 (Infrastructure)3 部分组成。所有数据的传输都由主设备主动发出，从设备接备的访问请求后作出回应。基础结构由多路选择器（Multiplexor select）和译coder)组成。图 3-1 是一个简单的 AHB-Lite 系统。
【参考文献】：
期刊论文
[1]SM9及其PKI在电子政务邮件系统中的应用[J]. 闻庆峰,杨文捷,张永强. 计算机应用与软件. 2017(04)
[2]非确定性仲裁型物理不可克隆函数设计[J]. 叶靖,胡瑜,李晓维. 计算机辅助设计与图形学学报. 2017(01)
[3]SM9标识密码算法综述[J]. 袁峰,程朝辉. 信息安全研究. 2016(11)
[4]SM3密码杂凑算法[J]. 王小云,于红波. 信息安全研究. 2016(11)
[5]固定轮密钥的SM3算法密码芯片的设计[J]. 陈章进,姜鹏程,李瀚超,陈旭东. 工业控制计算机. 2016(10)
[6]一种低成本物理不可克隆函数结构的设计实现及其RFID应用[J]. 刘伟强,崔益军,王成华. 电子学报. 2016(07)
[7]商用密码技术在中央企业商业秘密保护中的应用[J]. 王海涛. 北京电子科技学院学报. 2016(02)
[8]SM3算法高速ASIC设计及实现[J]. 于永鹏,严迎建,李伟. 微电子学与计算机. 2016(04)
[9]一种低资源消耗的物理不可克隆函数FPGA设计[J]. 刘政林,刘柏均,鲁赵骏,童乔凌. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(02)
[10]嵌入式系统芯片中SM2算法软硬件协同设计与实现[J]. 钟丽,刘彦,余思洋,谢中. 计算机应用. 2015(05)
博士论文
[1]量子加密相关理论与应用研究[D]. 王育齐.电子科技大学 2017
硕士论文
[1]国密算法在移动支付中的应用研究[D]. 骆培培.郑州大学 2017
[2]高速公路ETC系统国密算法迁移研究与验证[D]. 燕科.长安大学 2016
[3]基于国密算法的金融IC芯片硬件加速电路设计[D]. 资义纯.华中科技大学 2016
本文编号：3066413
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
联网设备增长速度Figure1-1Thegrowthrateofnetworkingdevices
这两个步骤运算完行了优化设计，[3密码芯片。擎主要实现了 SM息填充与消息分组及 512Bit 的输入数值 Dout。闲状态 idle、写状态号 W 置 1，模块进代完成后 finish 信号保留运算结果进入换图。idleW=0R=0
线[38]。其中，AHB 总线一般用于连接高性能、高吞吐率的模块，例如 CPU、DMM 等；ASB 总线是一种用于连接微处理器和系统外设的高性能总线，同 AHB，其数据宽度较小且采用双向数据总线；APB 总线是外围互联总线，一般RT、SPI 等低速模块，主要优点是协议简单易于使用。AMBA 总线系统中，AHB 和 APB 总线应用最为广泛。AHB-Lite 总线是 AH简化版。二者的区别是：AHB 总线支持多个主设备而 AHB-Lite 总线仅支持备，因此，与 AHB 总线相比，AHB-Lite 总线不需要总线仲裁器。由于本课题芯片除CPU之外没有其它主设备，因此采用的AHB-Lite总线协议。文献[39][4用 AHB 总线接口设计了 IDE 硬盘接口、DES IP 核以及 DMA 控制器。AHB-Lite 总线组成的 SoC 系统一般由主设备（Master）、从设备（Slave）和 (Infrastructure)3 部分组成。所有数据的传输都由主设备主动发出，从设备接备的访问请求后作出回应。基础结构由多路选择器（Multiplexor select）和译coder)组成。图 3-1 是一个简单的 AHB-Lite 系统。
【参考文献】：
期刊论文
[1]SM9及其PKI在电子政务邮件系统中的应用[J]. 闻庆峰,杨文捷,张永强. 计算机应用与软件. 2017(04)
[2]非确定性仲裁型物理不可克隆函数设计[J]. 叶靖,胡瑜,李晓维. 计算机辅助设计与图形学学报. 2017(01)
[3]SM9标识密码算法综述[J]. 袁峰,程朝辉. 信息安全研究. 2016(11)
[4]SM3密码杂凑算法[J]. 王小云,于红波. 信息安全研究. 2016(11)
[5]固定轮密钥的SM3算法密码芯片的设计[J]. 陈章进,姜鹏程,李瀚超,陈旭东. 工业控制计算机. 2016(10)
[6]一种低成本物理不可克隆函数结构的设计实现及其RFID应用[J]. 刘伟强,崔益军,王成华. 电子学报. 2016(07)
[7]商用密码技术在中央企业商业秘密保护中的应用[J]. 王海涛. 北京电子科技学院学报. 2016(02)
[8]SM3算法高速ASIC设计及实现[J]. 于永鹏,严迎建,李伟. 微电子学与计算机. 2016(04)
[9]一种低资源消耗的物理不可克隆函数FPGA设计[J]. 刘政林,刘柏均,鲁赵骏,童乔凌. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(02)
[10]嵌入式系统芯片中SM2算法软硬件协同设计与实现[J]. 钟丽,刘彦,余思洋,谢中. 计算机应用. 2015(05)
博士论文
[1]量子加密相关理论与应用研究[D]. 王育齐.电子科技大学 2017
硕士论文
[1]国密算法在移动支付中的应用研究[D]. 骆培培.郑州大学 2017
[2]高速公路ETC系统国密算法迁移研究与验证[D]. 燕科.长安大学 2016
[3]基于国密算法的金融IC芯片硬件加速电路设计[D]. 资义纯.华中科技大学 2016
本文编号：3066413
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