基于HRCA組件的ZIP文檔口令恢復(fù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)使用地越來(lái)越深入，信息安全也越來(lái)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。基于加密機(jī)制實(shí)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(yàn)、信息的安全存儲(chǔ)與傳輸?shù)阮I(lǐng)域。而文檔加密是信息安全存儲(chǔ)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(duì)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(duì)環(huán)境的依賴(lài)性比較小。本文針對(duì)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(jì)算瓶頸，并在以FPGA為硬件基礎(chǔ)的HRCA組件上研究和實(shí)現(xiàn)了ZIP文檔的口令恢復(fù)算法，驗(yàn)證了HRCA組件在處理計(jì)算密集型任務(wù)時(shí)的性能和效能。
　　在大規(guī)模的口令恢復(fù)平臺(tái)上，字典傳輸是一個(gè)瓶頸。在基于硬件的口令恢復(fù)加速平臺(tái)上，這個(gè)瓶頸更為突出。針對(duì)這個(gè)瓶頸，本文設(shè)計(jì)了字典的流轉(zhuǎn)傳輸方案，以大容量高速存儲(chǔ)的盤(pán)陣資源作為字典的存儲(chǔ)空間，第一塊FPGA從盤(pán)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(lèi)推直至最后一塊FPGA，將多塊FPGA形成以盤(pán)陣為頭結(jié)點(diǎn)的字典傳輸鏈，解決了字典存儲(chǔ)資源與計(jì)算資源的“一對(duì)多”瓶頸。此外，為了實(shí)現(xiàn)口令恢復(fù)性能與效能之間的平衡，在口令恢復(fù)運(yùn)行過(guò)程中，利用決策單元感知計(jì)算資源的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)計(jì)算資源的個(gè)數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，最終實(shí)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(jì)算資源靜態(tài)地執(zhí)行口令恢復(fù)應(yīng)用

4、。
　　實(shí)驗(yàn)分別在基于HRCA組件的口令恢復(fù)平臺(tái)和基于通用服務(wù)器的口令恢復(fù)平臺(tái)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(shí)驗(yàn)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(gè)HRCA組件相對(duì)一臺(tái)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(gè)HRCA組件由四塊FPGA及其外部資源構(gòu)成，據(jù)此推算出單個(gè)FPGA相對(duì)于單個(gè)通用服務(wù)器的性能提高了6倍以上，效能提高了