基于FLASH芯片的加密存储技术研究
发布时间：2023-05-12 19:59
目前，嵌入式计算机系统已经在人类生产活动各个领域发挥着越来越重要的作用，其应用功能的实现主要依靠固化在存储器中程序代码及其相关数据，而这些存储代码和相关运行数据存储器主要是NOR型Flash存储器。Flash存储器有着功耗低、数据容量大、可整片擦除和分扇区擦除等优点，但其中所存储程序代码容易被读取出来，非法拷贝仿制。 作为人类商品社会中的一种特殊的产品，程序代码生产难度大却复制容易；生产成本高但复制费用低。由此造成世界范围内这种非法复制现象泛滥，严重的侵犯了版权所有人的知识产权。防止这种知识偷窃现象的方法，除了法律手段以外，对程序代码和运行数据进行加密处理是非常必要的。 在本文提出了一种加密技术，可以有效的防范各种针对嵌入式计算机的软件程序的恶意窃取。整个加密体系包括两个部分，PC机上运行的预加密软件和安全芯片，它们使用同样的密钥分别对该程序加密和解密。先将嵌入式计算机运行所需程序用加密软件加密处理，再固化到Flash芯片上；嵌入式计算机读取指令和数据时，由安全芯片实时解密，还原为正确的程序代码，送给嵌入式系统的CPU执行；当嵌入式计算机需要向Flash存储器写入数据时...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
绪论
第一章 嵌入式微计算机的存储系统简介
1.1 易失型存储器与非易失型存储器
1.2 NOR型与NAND型Flash存储器
1.3 M29系列NOR型Flash存储器介绍
1.4 NOR型Flash存储器的CFI命令集
1.5 本章小结
第二章 加密技术及加密算法简介
2.1 加密技术数学模型介绍
2.2 古典加密算法简介
2.2.1 单表代换加密
2.2.2 多表代换加密
2.2.3 “谜”密码机
2.2.4 置换加密
2.3 分组加密技术简介
2.3.1 DES加密技术
2.3.2 RC5加密技术
2.3.3 RC6加密技术
2.4 本章小结
第三章 Flash芯片加密存储方案总体设计
3.1 软件形式的明文文本介绍
3.2 加密体系总体方案设计
3.3 预加密软件设计概述
3.4 安全芯片设计概述
3.4.1 安全芯片管脚说明
3.4.2 安全内部模块概述
3.4.2.1 命令甄别模块
3.4.2.2 密码机模块
3.4.2.3 加密/解密模块
3.4.2.4 地址置换模块
3.4.2.5 地址计数模块
3.4.2.6 内部控制模块
3.5 加密方案密钥设计概述
3.6 本章小结
第四章 安全芯片详细设计
4.1 集成电路设计简述
4.2 安全芯片总体设计
4.3 命令甄别模块设计
4.3.1 算法设计与实现
4.3.2 信号输入与输出
4.4 密码机模块设计
4.4.1 算法设计与实现
4.4.1.1 索引生成器设计与实现
4.4.1.2 转轮映射器设计与实现
4.4.1.3 待选密码数组设计与实现
4.4.2 密钥组成设计
4.4.3 信号输入与输出
4.4.4 伪随机密钥流分析
4.5 加密/解密模块设计
4.5.1 8位数据宽度模式
4.5.1.1 算法设计与实现
4.5.1.2 信号输入与输出
4.5.2 16位数据宽度模式
4.5.2.1 算法设计与实现
4.5.2.2 信号输入与输出
4.5.3 组合密钥生成器的设计
4.6 地址置换模块设计
4.6.1 算法设计与实现
4.6.2 信号输入与输出
4.7 地址计数模块设计
4.7.1 算法设计与实现
4.7.2 信号输入与输出
4.8 密钥体系设计
4.8.1 地址置换模块密钥设计
4.8.2 密码机模块密钥设计
4.8.3 加密/解密模块密钥设计
4.8.4 安全芯片密钥整体构成
4.9 BYTE#管脚功能修正
4.10 安全芯片兼容性设计
4.10.1 与非易失性存储器件FRAM的兼容性设计
4.10.2 与RAM等易失性存储器件的兼容性设计
4.11 本章小结
第五章 设计结论与前景展望
附表1
附图2
附表3
参考文献
致谢
本文编号：3814537
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
绪论
第一章 嵌入式微计算机的存储系统简介
1.1 易失型存储器与非易失型存储器
1.2 NOR型与NAND型Flash存储器
1.3 M29系列NOR型Flash存储器介绍
1.4 NOR型Flash存储器的CFI命令集
1.5 本章小结
第二章 加密技术及加密算法简介
2.1 加密技术数学模型介绍
2.2 古典加密算法简介
2.2.1 单表代换加密
2.2.2 多表代换加密
2.2.3 “谜”密码机
2.2.4 置换加密
2.3 分组加密技术简介
2.3.1 DES加密技术
2.3.2 RC5加密技术
2.3.3 RC6加密技术
2.4 本章小结
第三章 Flash芯片加密存储方案总体设计
3.1 软件形式的明文文本介绍
3.2 加密体系总体方案设计
3.3 预加密软件设计概述
3.4 安全芯片设计概述
3.4.1 安全芯片管脚说明
3.4.2 安全内部模块概述
3.4.2.1 命令甄别模块
3.4.2.2 密码机模块
3.4.2.3 加密/解密模块
3.4.2.4 地址置换模块
3.4.2.5 地址计数模块
3.4.2.6 内部控制模块
3.5 加密方案密钥设计概述
3.6 本章小结
第四章 安全芯片详细设计
4.1 集成电路设计简述
4.2 安全芯片总体设计
4.3 命令甄别模块设计
4.3.1 算法设计与实现
4.3.2 信号输入与输出
4.4 密码机模块设计
4.4.1 算法设计与实现
4.4.1.1 索引生成器设计与实现
4.4.1.2 转轮映射器设计与实现
4.4.1.3 待选密码数组设计与实现
4.4.2 密钥组成设计
4.4.3 信号输入与输出
4.4.4 伪随机密钥流分析
4.5 加密/解密模块设计
4.5.1 8位数据宽度模式
4.5.1.1 算法设计与实现
4.5.1.2 信号输入与输出
4.5.2 16位数据宽度模式
4.5.2.1 算法设计与实现
4.5.2.2 信号输入与输出
4.5.3 组合密钥生成器的设计
4.6 地址置换模块设计
4.6.1 算法设计与实现
4.6.2 信号输入与输出
4.7 地址计数模块设计
4.7.1 算法设计与实现
4.7.2 信号输入与输出
4.8 密钥体系设计
4.8.1 地址置换模块密钥设计
4.8.2 密码机模块密钥设计
4.8.3 加密/解密模块密钥设计
4.8.4 安全芯片密钥整体构成
4.9 BYTE#管脚功能修正
4.10 安全芯片兼容性设计
4.10.1 与非易失性存储器件FRAM的兼容性设计
4.10.2 与RAM等易失性存储器件的兼容性设计
4.11 本章小结
第五章 设计结论与前景展望
附表1
附图2
附表3
参考文献
致谢
本文编号：3814537
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