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毕业论文-基于RSA高速安全芯片的PCI加密板卡的设计与实现，共103页，26159字
当今，RSA算法加密系统广泛应用于银行、电子商务、电子政务等领域。在银行、电子商务等高端应用中，RSA运算速度不能满足高吞吐量的实时签名、认证需求，造成了应用瓶颈。因此，研发高速RSA加密系统具有重要意义。
论文基于课题组自主研发的RSA高速密码芯片，设计并实现了支持PCI局部总线的板卡级系统，完成了PCB设计、制板、焊接、开发驱动程序和应用程序一整套流程，并在计算机上成功地实现了RSA芯片签名、认证所有操作模式。该系统利用FPGA实现了软核PCI接口，开发了整个系统的控制逻辑，省掉PCI接口芯片9054。这种设计降低了成本，减小了面积，提高了RSA加密速度，为进一步开发RSA、ECC密码芯片的其它应用奠定了基础。
Nowadays, the RSA based cryptographic system is widely used in bank, e-business, e-government, etc. In the high-end area such as bank and e-business, the application of RSA algorithm meets the bottle-neck that its low speed does not satisfy high throughput real-time signature and authentication. Therefore, the research of high speed RSA cryptographic system is considered of strategic importance.
Basing on high speed RSA cryptographic chip, this paper designed and implemented an integrated cryptographic system supporting PCI local bus, and accomplished PCB design and manufacture, welding, driver and application program development flows. This system achieved soft IP core and developed the whole system’s control logic, and PCI interface chip 9054 is omitted. This design reduced cost and PCB area, enhanced the RSA cryptographic speed, and lay a good foundation for further development of application of RSA, ECC cryptographic chip.
目录
第 1 章 引言 ......1
1.1 研发高速 RSA 加密系统的意义 .......1
1.1.1 信息安全问题 ..........1
1.1.2 非对称加密算法硬件实现的优越性 .......1
1.2 RSA 加密系统的研究现状 ......2
1.3 本课题的主要内容 .......2
第 2 章 RSA 加密算法和 THU-RSA-1024 密码芯片 5
2.1 RSA 加密算法简介 .......5
2.2 THU-RSA-1024 高速安全芯片简介...7
2.2.1 芯片技术指标 ..........7
2.2.2 芯片封装和管脚定义 .........7
2.2.3 芯片的电源和时钟要求 ...10
第 3 章 基于 PCI 接口的 RSA 加密板卡的设计和实现 ..11
3.1 系统方案制订 ..11
3.1.1 设计目标 .....11
3.1.2 方案选择 .....11
3.1.3 设计流程 .....14
3.2 PCI 接口的实现 15
3.2.1 PCI 总线及其总线协议 .....15
3.2.2 PCI 接口实现方案 ..23
3.3 FPGA 控制模块的设计与实现 .........25
3.3.1 控制模块的主要功能 .......25
3.3.2 缓冲 Ram 设计.......28
3.3.3 PCI 接口控制器设计 .........29
3.3.4 RSA 控制器设计 ....32
3.4 PCB 板的设计与制作..34
3.4.1 PCB 板布局布线整体规划34
3.4.2 PCI 标准板卡及电气规范 .35
3.4.3 PCB 板的最终实现.39
3.5 驱动程序和应用程序的设计 40
3.5.1 WDM 驱动程序开发简介 .40
3.5.2 驱动程序设计 ........42
3.5.3 应用程序设计 ........48
第 4 章 系统调试及最终实现 .........55
4.1 板卡级系统的调试 .....55
4.1.1 FPGA 本地控制逻辑的调试 ........55
4.1.2 驱动程序调试 ........56
4.2 PCI 加密板卡最终实现 ..........58
4.2.1 PCB 加工与焊接.....58
4.2.2 PCI 板卡安装 ..........59
4.2.3 演示系统简介 ........60
第 5 章 总结 ....67
插图索引 ..........69
表格索引 ..........71
参考文献 ..........73
致谢 ..........75
声明 ..........77
附录 A 外文资料的调研阅读报告或书面翻译 ....79