[发明专利]基于混沌算法的网络数据加密卡

说明书

技术领域：

本发明涉及一种信息安全产品，具体涉及一种基于混沌算法的网络数据加 密卡。

背景技术：

网络数据加密卡属于信息安全产品具有实际开发意义。目前国内外网络数 据加密卡的设计属于起步阶段。主要是采取以下两方面技术：将国外公开算法， 例如DES算法、RSA算法、MD5算法、SHA-1算法等，完全转为软件，分 别下载到芯片中形成加密芯片；集合国外公开算法或进行部分修改，下载到芯 片中形成加密芯片。

缺陷与不足：

将实现加密算法的原程序固化在加密卡芯片内部，这样仿佛可以使加密算 法更贴近硬件运行速度，但其核心还是将算法绑定在软件环境下，系统加密数 据的速度取决于CPU的工作频率，而我们知道，CPU的工作频率目前存在瓶 颈问题在一定程度上限定了大容量数据流的实时加密，另外目前软件解密人员 利用特殊手段可以截获软件的加密算法，这种加密方式难以保证数据的速度和 安全性。

由于美国对高级别加密算法严格控制，国内用从美国进口的普通加密算法 难以实现高级别的加密。例如对称算法密钥长度40位，仅花费5美元、2秒钟 时间可破译。虽然加密算法很多，例如DES、RSA、MD5算法等，但几乎都是从 国外引进的加密算法，对于普通的信息加密可以利用，而对于国防军事机密或 国家政府要害部门信息加密有不安全因素，能否研制具有我国自主知识产权的 加密产品是亟待解决的问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种将混沌算法应用在网络数据加密卡上，形成高保 密性能的基于混沌算法的网络数据加密卡。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于混沌算法的网络数据加密卡，其组成包括：网络数据加密卡，所 述的网络数据加密卡上装有混沌密码加密芯片。

上述的基于混沌算法的网络数据加密卡，所述的混沌密码加密芯片由混沌 序列密码模块、控制模块和数据加解密模块组成。

上述的基于混沌算法的网络数据加密卡，所述的混沌密码加密芯片通过 PCI总线与设备进行数据交换，使普通数据进行加密传送。

这个技术方案有以下有益效果：

1.本发明研究基于混沌算法的序列密码设计方法，使输出密钥序列在保留了 良好统计特性基础上，混乱该序列，增加保密强度，与传统序列密码方法相比 具有实现简便、系统复杂度高、抗攻击性强特点，是一种新型的具有创新意义 的加密方法。

2.利用FPGA器件实现混沌加密算法运算问题，使许多复杂的数学运算以 简单的集成电路形式体现，加快运算速度和提高了加密芯片集成度，本研究中 的数字积分器、混沌序列电路设计等都有突出的设计特点，为混沌密码设计提 供了一个新的尝试与设计手段。

3.本发明在对混沌理论进行研究的基础上，设计混沌密码加密核心芯片，并 利用FPGA予以实现，其中包括混沌密钥序列模块、控制模块和数据加解密模 块等，该加密芯片通过PCI总线与设备进行数据交换，使普通数据进行加密传 送。

4.信息安全日益重要，具有我国独立开发的信息安全产品更具有重要性，研 究基于FPGA的混沌序列密码网络数据加密卡，将所研究的混沌加密芯片嵌入 网络数据加密卡中，对网络传输信息进行实时加密，可广泛用于国防、军事、 银行、企业等要害部门，保障网络通信、电子商务等各种网络应用的安全性， 适应信息安全和现代保密通信技术发展的趋势。

附图说明：

附图1是基于混沌算法的网络数据加密卡的混沌序列密码模块框图。

附图2是基于混沌算法的网络数据加密卡的混沌序列密码模块中混沌序列 发生器框图。

附图3是基于混沌算法的网络数据加密卡的混沌序列密码模块中混沌序列 发生器电路结构图。

附图4是基于混沌算法的网络数据加密卡的混沌序列发生器输出序列时序 图。

附图5是基于混沌算法的加密芯片(FPGA部分)及网络数据加密卡框图。

附图6是基于混沌算法的网络数据加密卡电路图。

附图7是附图6中FPGA加密芯片电路图。

附图8是附图6中MAC芯片电路图。

附图9是附图6中PCI接口电路图。

附图10是附图6中存储器的电路图。

附图11是附图6中USB接口电路图。