基于HRCA組件的ZIP文檔口令恢復(fù)研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)與計算機(jī)技術(shù)使用地越來越深入，信息安全也越來越都受到人們的高度重視。加密機(jī)制是保障信息安全的一種重要手段?；诩用軝C(jī)制實現(xiàn)的身份認(rèn)證、數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)加密、消息摘要等技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在通信傳輸、數(shù)據(jù)完整性校驗、信息的安全存儲與傳輸?shù)阮I(lǐng)域。而文檔加密是信息安全存儲的重要組成部分，文檔加密不改變用戶的原有使用習(xí)慣，對數(shù)據(jù)自身加密，不管是脫離操作系統(tǒng)，還是非法脫離安全環(huán)境，用戶數(shù)據(jù)自身都是安全的，對環(huán)境的依賴性比較小。本文針對ZIP文

2、檔加密機(jī)制，分析了ZIP文檔口令恢復(fù)算法的基本原理和計算瓶頸，并在以FPGA為硬件基礎(chǔ)的HRCA組件上研究和實現(xiàn)了ZIP文檔的口令恢復(fù)算法，驗證了HRCA組件在處理計算密集型任務(wù)時的性能和效能。
　　在大規(guī)模的口令恢復(fù)平臺上，字典傳輸是一個瓶頸。在基于硬件的口令恢復(fù)加速平臺上，這個瓶頸更為突出。針對這個瓶頸，本文設(shè)計了字典的流轉(zhuǎn)傳輸方案，以大容量高速存儲的盤陣資源作為字典的存儲空間，第一塊FPGA從盤陣獲取字典，第二塊FPGA從第

3、一塊FPGA獲取字典，第三塊FPGA從第二塊FPGA獲取字典，依次類推直至最后一塊FPGA，將多塊FPGA形成以盤陣為頭結(jié)點的字典傳輸鏈，解決了字典存儲資源與計算資源的“一對多”瓶頸。此外，為了實現(xiàn)口令恢復(fù)性能與效能之間的平衡，在口令恢復(fù)運行過程中，利用決策單元感知計算資源的運行狀態(tài)，對計算資源的個數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，最終實現(xiàn)高效能的目的。在口令恢復(fù)應(yīng)用不關(guān)注效能的情況下，也可以停止決策單元的工作，由固定數(shù)量的計算資源靜態(tài)地執(zhí)行口令恢復(fù)應(yīng)用

4、。
　　實驗分別在基于HRCA組件的口令恢復(fù)平臺和基于通用服務(wù)器的口令恢復(fù)平臺上進(jìn)行。其中，通用服務(wù)器的口令恢復(fù)為了充分利用CPU資源，進(jìn)行了多線程和匯編優(yōu)化。實驗結(jié)果表明:在一定的負(fù)載曲線下，使用字典模式破解ZIP文檔，平均一個HRCA組件相對一臺通用服務(wù)器在性能上提高了25倍以上，在效能上提高了22倍以上。一個HRCA組件由四塊FPGA及其外部資源構(gòu)成，據(jù)此推算出單個FPGA相對于單個通用服務(wù)器的性能提高了6倍以上，效能提高了