基于fpga的身份認(rèn)證智能卡設(shè)計(jì)

1、基于FPGA的身份認(rèn)證智能卡設(shè)計(jì)身份認(rèn)證是保密通信和信息安全的基礎(chǔ)。通過身份認(rèn)證機(jī)制可以鑒別網(wǎng)絡(luò)事務(wù)中涉及到的各種身份，防止身份欺詐，保證通信參與各方身份的真實(shí)性，從而確保網(wǎng)絡(luò)活動的正常進(jìn)行。因此，身份認(rèn)證一直是網(wǎng)絡(luò)安全研究領(lǐng)域的前沿技術(shù)。目前使用的身份認(rèn)證技術(shù)可以分為三種類型：基于所知、所有以及基于個(gè)人生物特征的認(rèn)證。認(rèn)證方式包括口令認(rèn)證、智能卡認(rèn)證以及指紋、虹膜等生物認(rèn)證方式?？诹钫J(rèn)證是最為廣泛的一種認(rèn)證方式，從普通的計(jì)算機(jī)登錄系統(tǒng)

2、到網(wǎng)絡(luò)郵件系統(tǒng)都采用這種方式。但是，口令認(rèn)證的安全性比較低，容易被他人盜用。基于指紋、虹膜的生物身份認(rèn)證方式是生物技術(shù)在信息安全領(lǐng)域的應(yīng)用，具有普遍性和唯一性的特點(diǎn)，但基于生物識別設(shè)備成本和識別技術(shù)水平的考慮，目前還難以得到大規(guī)模普及。基于智能卡的身份認(rèn)證方式結(jié)合了硬件技術(shù)和身份認(rèn)證技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提供安全可靠的認(rèn)證手段，是目前迅速發(fā)展的一種認(rèn)證方式。本文提出了一種基于FPGA的身份認(rèn)證智能卡的設(shè)計(jì)方案。在FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證相關(guān)的數(shù)據(jù)

3、加密運(yùn)算，加密算法采用128bitRijndael算法。相關(guān)的身份信息和加密運(yùn)算所需要的常量數(shù)據(jù)均存放在FLASH存儲器中，加密后的數(shù)據(jù)通過PCI總線傳給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1身份認(rèn)證系統(tǒng)概述身份認(rèn)證是指通信雙方可靠地驗(yàn)證對方的身份。參與身份認(rèn)證的雙方根據(jù)功能的不同分別被稱為認(rèn)證方和被認(rèn)證方。被認(rèn)證方向認(rèn)證方發(fā)起認(rèn)證請求，同時(shí)提交自己的身份信息。認(rèn)證方響應(yīng)認(rèn)證請求，檢驗(yàn)被認(rèn)證方提交的身份信息，并將認(rèn)證結(jié)果返回被認(rèn)證方。在這個(gè)過程中身份信息一般是

4、通過網(wǎng)絡(luò)傳遞。由于網(wǎng)絡(luò)開放性的特點(diǎn)，使得身份信息可能在傳遞的過程中被泄露。因此一般不直接傳遞被認(rèn)證方的身份信息，而將身份信息加密后再傳遞，這樣即使加密信息被攻擊者截獲，攻擊者也無法解密信息獲得被認(rèn)證方的身份信息。這就要求在身份認(rèn)證中所使用的密碼算法具有足夠高的安全強(qiáng)度。Rijndael算法是美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)推薦的高級數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(AdvancedEncryptionStard)，是一種分組密碼算法，可以根據(jù)加密等級的

5、不同采用128bit、192bit和256bit三種不同的分組長度，具有易于軟硬件實(shí)現(xiàn)、安全性能好、效率高和靈活等優(yōu)點(diǎn)。下，通信雙方互換角色再經(jīng)過一遍同樣操作流程就可完成雙向認(rèn)證。由于每次認(rèn)證選擇的隨機(jī)數(shù)都不相同，因此可以防止攻擊者利用截獲的加密身份信息進(jìn)行重放攻擊。2智能卡硬件結(jié)構(gòu)身份認(rèn)證智能卡主要包括FPGA、PCI9054接口芯片和FLASH存儲器三部分，以及電源管理、時(shí)鐘和配置芯片等外圍設(shè)備?；贔PGA的PCI接口身份認(rèn)證智能