硬盤加密芯片的改進及密鑰管理的研究.pdf

1、隨著信息時代的到來，硬盤數(shù)據(jù)的保密需求與日俱增。硬件加密硬盤數(shù)據(jù)的方法不依賴操作系統(tǒng)、不占用系統(tǒng)資源、具有安全可靠的密鑰管理方式，成為當前保護硬盤數(shù)據(jù)的主要趨勢。本文基于現(xiàn)代密碼學知識和 FPGA 設計技術(shù)，開發(fā)研制了一種采用 AES 算法和 CTR 加密模式的 ATA 硬盤加密卡；同時基于I<'2>C協(xié)議和USB設備開發(fā)技術(shù)，設計實現(xiàn)了加密卡的密鑰管理系統(tǒng)：包括偽 USB 密鑰設備和基于USB接口的密鑰管理設備。 本文首先描述

2、了AES 算法及其基于FPGA的電路設計方法。其次在分析比較各種加密模式的基礎上，選擇 CTR 模式作為本硬盤加密系統(tǒng)的加密模式。再次，在簡要分析 ATA 協(xié)議的基礎上，提出了本加密系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架，詳細描述了數(shù)據(jù)處理電路中針對PIO、DMA 數(shù)據(jù)傳輸模式的協(xié)議控制電路的設計實現(xiàn)和加密數(shù)據(jù)的 CRC 校驗值的計算方法，并測試分析了加密卡的功能和性能。接著，通過探討各種主流密鑰管理方案，提出本密鑰管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。接下來，具體介紹了基于：