基于多核路由器的国密卡驱动系统及软件加密的设计与实现

发布时间：2017-10-09 07:05

  本文关键词：基于多核路由器的国密卡驱动系统及软件加密的设计与实现

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【摘要】：随着计算机网络技术的迅速发展,网络安全问题日益突出。网络的安全性依赖于终端设备、转发设备和传输信道的安全性。路由器作为转发设备是网络通信的重要节点,是保障信息安全的关键。因此,在路由器、交换机等转发设备中实现数据加密,是保障网络信息安全、防止网络监听的有效手段。为了在路由器中支持国密算法,本文根据国密卡的硬件架构,在研究多核路由器体系结构基础上,设计和实现了一种稳定高效的支持国密卡的驱动系统。同时设计实现了可应用于路由器的加密软件。本文的主要工作如下:1.讨论并分析了驱动系统实现的相关技术,包括Comware操作系统、开发所使用的路由器的软硬件体系架构以及国密卡的体系架构,并根据国密卡的特点,设计了集中式和分布式两种硬件方案。2.对系统的需求进行了分析,并在此基础上对系统进行了总体设计。利用GCC集成开发环境,在Comware操作系统上使用C语言实现了路由器支持国密卡的驱动系统。驱动系统主要包含单板初始化模块、CCF模块、板间通信优化模块、以太控制器数据收发模块以及加解密认证模块。本设计提出的CCF模块为Comware平台和加密模块提供了统一的接口,屏蔽了加密引擎之间的差异性。本设计对板间通信进行了优化,采用确认重传机制和序列号验证机制使板间通信成为一种稳定可靠的通信方式,提高了板间通信的效率。3.对所设计实现的国密卡软件系统进行了功能调试和系统测试。对调试过程中遇到的问题进行了分析,并予以解决;设计测试用例并在此基础上对系统进行了高速复杂流量环境下的功能测试和性能测试,并对测试结果进行了分析,测试结果表明所设计的系统实现了系统需求和设计目标。4.采用DES算法和RSA算法相结合的方案解决了Comware系统中DES算法密钥管理问题。并建立大数运算库解决RSA算法中大数的运算、存储问题,该实现方式可提高算法的效率。在此基础上,实现了基于DES_RSA算法的加密软件,并进行了测试,测试结果验证了所设计加密软件应用于路由器中的可行性。
【关键词】：路由器 国密卡 功能实现 系统测试 软件加密
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN915.05
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 选题背景和意义14-15
• 1.2 课题研究发展状况15-16
• 1.3 论文的主要内容和组织16-18
• 第二章 驱动系统和软件加密的相关技术18-28
• 2.1 Comware操作系统18-19
• 2.2 路由器体系架构19-21
• 2.2.1 路由器硬件体系架构19-21
• 2.2.2 路由器软件体系架构21
• 2.3 国密卡架构和硬件设计方案21-24
• 2.3.1 国密卡架构21-23
• 2.3.2 集中式与分布式的硬件设计23-24
• 2.4 加密算法24-26
• 2.4.1 DES算法24-25
• 2.4.2 RSA算法25-26
• 2.5 本章小结26-28
• 第三章 国密卡驱动系统的设计与实现28-48
• 3.1 系统需求分析28
• 3.2 系统总体设计28-30
• 3.3 单板初始化模块30-34
• 3.4 CCF模块34-37
• 3.5 板间通信优化模块37-40
• 3.5.1 帧格式设计37-38
• 3.5.2 板间通信确认重传机制38-39
• 3.5.3 板间通信序列号验证机制39-40
• 3.6 以太控制器数据收发模块40-44
• 3.6.1 以太控制器40-41
• 3.6.2 数据收发的软件实现41-44
• 3.7 加密认证模块44-47
• 3.8 本章小结47-48
• 第四章 驱动系统的调试及测试48-60
• 4.1 功能调试48-49
• 4.1.1 调试工具48
• 4.1.2 调试总结48-49
• 4.2 系统测试49-59
• 4.2.1 测试需求分析49-50
• 4.2.2 测试组网50-51
• 4.2.3 组网配置51-53
• 4.2.4 功能测试53-56
• 4.2.5 性能测试56-59
• 4.3 本章小结59-60
• 第五章 基于路由器混合加密算法的软件实现60-72
• 5.1 DES_RSA混合加密算法60-63
• 5.2 混合加密算法的软件实现和测试63-70
• 5.2.1 大数运算库63-65
• 5.2.2 混合加密算法的软件实现65-69
• 5.2.3 测试与分析69-70
• 5.3 本章小结70-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-80
• 作者简介80-81

【参考文献】

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本文编号：998791