采用FPGA器件实现GPS数据加密系统中机载模块中DES IP的设计

股票配资平台 时间:2020-01-14 22:10:20

  中对体系口令加密,并计划DES IP对GPS数据加密。实验声明,该策画可有用提防GPS数据被不法偷盗,拥有平定性强、速率快、操作简单等特色。

  随着辘集通讯工夫的希望,数据传输对平静性的乞求也随之加强。何如保证消歇的正确认证与庄敬掩瞒,包管数据音问正在传输与措置进程中不被行恶偷取和修正,成为讯歇和平理论与身手商酌的紧张内容。大都状况下,数据加密是确保动静奇奥性的惟一方法。正在GPS测量体系中,GPS定位数据以明文格式过程电台举办传输,能够会被同型号电台得回,存在必定的沉着隐患。本安排使用FPGA技巧策画了GPS数据加密系统,历程MD5加密算法对处置员口令举行加密;DES加密算法对GPS数据举办加密。如斯,GPS数据经加密卡加密后再以密文款式发给电台举办传输,同时接管端务必使用密钥将密文解码才干取得定位数据,从而保障了数据传输的安祥。

  GPS数据加密编制由机载模块和办事器端两个别组成,进程电台实行通信。其系统组织如图1所示。

  机载模块由4×4键盘、机载LCD、加密卡三部分构成,用户可通过4×4键盘发送预订义指令、转嫁密钥等专揽;机载LCD用于呈现体系作事样式、飞翔参数等数据;加密卡为系统主题部件,主要有以下4个效用:

  (2)接管GPS数据并历程加密卡对其加密,将密文经历电台传送到办事器端;

  (3)处置键盘或效劳器端输入的预存指令编号或新指令,将指令发给GPS接管机并返回回馈音讯;

  (4)变革键盘或任事器输入的新密钥或新统辖员口令。新密钥先保全在FLASH中,再始末总线传给密钥寄存器;新口令保留在FLASH中。

  编制职责时,加密卡经由UARTIP获得GPS数据后同时传给NIOS和DES IP。NIOS领略GPS数据并经LCD CONtroller传给机载LCD举办实时清楚,浅易机上人员了解建设职业形式;DES IP将GPS数据加密后,经过I/O拒绝传给NIOS,NIOS将密文加入数据包头、尾字节后,再经电台传到服务器端。

  任事器端为通用规划机,其行使软件应用VC++6.0启发,办事器的紧急功效有以下6点:

  音书—提纲算法MD5(Message-DigeST Algorithm 5),正在90岁首初由Rivest安排察觉,经MD2、MD3和MD4进展而来。其效用可使大容量音书正在用数字出面软件签定小我密匙前,被“退缩”成一种秘密的体式(对放肆长度的新闻,天生一个长度为128 bit的值)。

  本策画将MD5算法移植到NIOS中,用于加密处理员口令。如此体例正在并不剖析处分员口令的明码情形下就大概笃信口令的关法性,从而有效地提防了反编译等技术戏法对处分员口令举行破解。体例处事时,NIOS预先将处分员口令加密后,将MD5值留存在FLASH中,当加密卡收受到转换密钥、改变口令或发GPS接收机控造指令等支配下令时,先将输入的口令规画成MD5值,而后与保全在FLASH中的MD5值进行斗劲,若是两值雷同则阐明口令准确,再实行响应的独霸。

  DES(Data Encryption Standard)是一种分组乘积加密算法,是用64 bit的密钥对64 bit的明文加密,64 bit密钥中每8 bit有一奇偶校验位不参预运算,有效密钥唯有56 bit。同时,它又是对称加密算法,其加密妥协密运算过程完整沟通,不外在迭代运算时子密钥的操纵次序分别。如图2所示,64 bit的明文块在历程初始IP置换后,被从新铺排,尔后进入16轮的迭代运算;每一轮迭代运算由一个f函数完成;终末一轮迭代的输出为64 bit,将其左半部分和右半个体相易发生预输出;预输出再与逆初始置换IP-1功用爆发64 bit的密文,IP-1是IP的反改变。

  采用软件样式完成的DES算法会在很大水平上占用编制资源,变成体例性能的厉重低沉,而DES算法自己并没有多量的同化数学规画(如乘、带进位的加、模等运算),正在加密、解密过程和密钥天生经过中仅有逻辑运算和查表运算。以是,无论是从体例功用依旧加、解密速率的角度来看,采纳硬件完毕都是一个理思的方案。

  图3为DES IP的硬件逻辑图,主要由状态控制器、子密钥天生器、DES算法运算器三部分构成。此中,样式控造器用于控造IP的工作样子、形式和暗号完成状态;子密钥天生器将56 bit密钥分成两个人,每一面按轮回移位次数表移位并按置换选择表置换,从而天生每一轮次运算的子密钥K(K1,K2,…,K48);DES算法运算器为实在IP的要害,它将64 bit中心数据分为驾御两局部,差别记为Li和Ri。单个运算的经过能够写为下面的公式:

  (2)将扩大后的Ri-1与轮回移位后的48 bit子密钥K(K1,K2,…,K48)“异或”;

  (3)将“异或”后的最后送入8个S盒(S box)进行替换运算,每个S盒都有6 bit输入、4 bit输出,而且8个S盒都不类似,48 bit的输入分为6位一组,区别送到8个S盒选择反应的输出,最后为32 bit;

  (4)S盒代替后的32 bit最终遵循P盒(P box)举行置换,置换后终末即为f(Ri-1,Ki)的末了值,如许便完工了f函数的运算。

  算法中用到的初始换位表IP、增加换位外E、代替函数外S、换位函数P、逆初始换位IP-1、密钥循环移位外可正在参考文件中查到。本设计中,GPS数据的加密正在加密卡中完竣,解密在任事器端竣工,为方便效用扩展,正在加密卡中计划、生存懂得密功效。

  DES IP事情时,“密钥”保全正在总线接口的密钥寄存器中,“加密数据”由NIOS输入,加密完工后,通过“加密完成记号”爆发的I/O中断传回给NIOS。图4中,其加密结果与XILINX公司网站上策画参登科给出的数据相通,阐明DES IP安排精确。

  本安排选取FPGA技能计划了GPS数据加密编制,重心先容了机载模块中DES IP的打算。实验发现,选取NIOS实行DES算法软件加密时疾率慢,会映现间隔丧失GPS数据的地步,而选取硬件DES IP实行加密处理时,完美恐怕写意GPS接受机的速度需要,不会显现丢点情景。系统选用MD5算法对处置员口令举办加密,进一步强化了体例的平稳性,因而本设计对料理该GPS勘测系统平安性方面有较大的现实意想和合用价格。

  刚刚录制了一个fpga开拓流程的视频,该视频为投石问路,严重是想听听大家对于幼梅哥在录制视频时须要留心的实质以及志愿系列

  他们现在没有一个详细的计划 所有人能给他们们个指示一下 譬喻 fpga从哪发轫(fpga一点不会) 简直的电路该当分为哪几个模块 单...

  PLL锁相环,可能对时钟网络进行体系级的时钟管辖和偏移控制,具无意钟倍频和分频,相位偏移和可编程占空比的效力。...

  随着云盘算,大数据和人工智能技术利用,单靠 CPU 曾经无法中意各行各业的算力需求。

  如何做好服务器托管安靖?想要保障任职器托管安宁应当若何做?关于企业来叙,办事器的安尽是决计着一个企业....

  本期全部人邀请到了资深工程师白纪龙@白大哥大,也是很众坛友熟知的白教练,我将为全部人答复各人在PCB打算....

  收集时间的发扬日初月异,工夫手段看成一种辅助处理花招,也要与时俱进,延续改观和完备。

  呼吸灯计划和实现 实质 一个周期为1s的呼吸灯,从熄灭到完好点亮一共须要1s。 将1s分为1000个1ms算作呼吸...

  Achronix Semiconductor 营销副总裁 Steve Mensor 体现,这款被称为....

  时时,异步传输于是字符为传输单元,每个字符都要附加 1 位开始位和 1 位终了位,以标志一个字符的开....

  “云”原来是互联网的一个隐喻,“云策动”本来即是应用互联网来接入存储或者运转在长讲任职器端的运用,数....

  【雨的FPGA笔记】本原履行-------按键控造LED和BEEP安排和告竣

  安排内容 按KEY0时点亮最右边的灯,按动按键KEY1时按次往左挪动,按下KEY2时合...

  策画实质 将4个LED每隔1s从左往右分化顺次点亮熄灭,酿成流水状。按复位键时实行复...

  从运营商的角度上,视频监控已经进步成为中国电信危机的增值来往,为中国电信向归纳动静供给商转型奠定了坚....

  FPGA的上风有三个方面:1)通讯高速接口策画。FPGA不妨用来做高速标志处理,众数假如AD采样率高....

  hdmi矩阵切换器正在浩瀚的范围中有着浩大的使用,关于分化的应用场关和必要,有着很众区别的方案,而dm....

  Xilinx的FPGA的根本结构是相像的,紧要由6个人构成,区别为可编程输入/输出单位、基础可编程逻....

  云筹划阶段,对资源的统治是把根底方法资源,如打算资源、留存资源、网络资源等放在一个大的池子里,历程云....

  构成嵌入式导航体系的硬件要旨是 S3C2440A 微处理器。它是一款 ARM920T 的内核 RIS....

  这个模块是music算法中的协方差矩阵中的一局部。输入的150个数是16位的,获得的终末是32位。 自身也写了代码但是终末...

  经过初赛、复赛的剧烈对决和层层采取,深维科技参赛项目“超高功效数据中心FPGA异构盘算加疾料理计划”....

  环球定位体例(GPS)功用正正在快疾成为消失电子应用的紧要商场驱动力,也慢慢成为正在种种各样新一代消费类....

  随着光纤通信传输网的伸长以及通信保卫职责的扩大,为增强通讯线路的维持,并实时开采保护进程中存在的各类....

  大家会常常听到数据中央、办事器机房这些词汇,都剖析办事器机房是卓殊包涵计算设备的房间。

  在云操持身手畅旺希望的同时,众众可供弃取的技术恐怕使IT经理正在谋求或者如意其特定陷阱需要的云平台时成....

  经典的岛型陷阱 FPGA由三个个人组成:达成逻辑电道的逻辑块(LB)、与表部举行信号输入/输出的I/O块(...

  LVDS接口又称RS-644总线年头出现的一种数据传输和接口技巧。LVDS是一种....

  实现帧同步的要害是把同步码从一帧帧数据流中提取出来。本打算的一帧信码由39位码元组成。此中的巴克码为....

  FPGA在高度并行、大笼统量数字记号处理(DSP)运用方面享有很好的名誉。畴昔几代FPGA器件一直稳....

  当前我们国工控服务器还只是刚起步阶段,邦内的用户数量还不是很多,现在用的比力恢弘的界限是是数据核心和国....

  跟着公安音信化事情的慢慢推动以及转移警务体系修筑的具体胀动,历程充溢运用公安音讯资源以及对公安音问移....

  基于RFID 工夫的汽车总装创设践诺系统使得企业大概及时、确切的负责分娩线样式,升高坐褥影响,确实有....

  据Semico统计,FPGA市场正在逐年加多,而复关年均扩大率高达38.4%,至2023年将具有55....

  在后天的大数据期间,企业和淹灭者被百般开头的海量数据湮灭,收集贸易交往、外交媒体以及传感器或机械对机....

  正在FPGA中,借使要将一个采样率为480MHz,中频繁率为302.5MHz的暗记变频到零中频的基带信....

  要知讲陷坑的云策划财政模型,第一步是分配一个公共资源单位以程序化总体据有成本(TCO)较量中的数据。

版权声明:以上文章中所选用的图片及文字来源于网络以及用户投稿,由于未联系到知识产权人或未发现有关知识产权的登记,如有知识产权人并不愿意我们使用,如果有侵权请立即联系,我们立即下架或删除。

热门文章