[发明专利]一种基于可编程逻辑阵列实现安全传输的方法

权利要求书

1.一种基于可编程逻辑阵列实现信息安全传输系统的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1、对开源的RISC-V指令集进行裁剪和扩展，以满足信息安全传输系统的要求；在RSIC-V预留的指令编码空间扩展自定义的加密和解密指令，添加加密、解密指令提高系统处理加密任务、解密任务的效率；

步骤2、设计信息安全传输系统的发送端、接收端的加密模块和解密模块硬件部分，采用非对称加密算法以保证加密过程的安全性，用一个密钥加密信息后，只有对应的密钥才能解开；公钥向其他人公开，私钥则保密，其他人无法通过该公钥推算出相应的私钥；

步骤3、基于LLVM编译器框架进行修改，添加RISC-V后端以及自定义指令，完善信息安全传输系统的编译工具，完善交叉编译工具链，提高系统使用的便利性；具体包括：LLVM编译器框架由前端、优化器以及后端三部分组成，把LLVM的中间表示转换成在RSIC-V处理器上运行的执行代码，即：在LLVM编译框架的后端部分创建一个Targetmachine类的子类来描述RSIC-V目标机器的特性；然后使用Tablegen为目标机器的寄存器定义、寄存器别名和来自目标特定的RegisterInfo.td的寄存器类产生代码；同时在TargetInfo类添加代码来表示这个目标机器支持的指令集，包括自定义的加密、解密指令；

步骤4、对开源Linux系统进行裁剪，移植到RISC-V上形成能够运行与调度的资源；具体包括：以开源Linux系统为基础，编译一个最小化的Linux内核，完成整个内核的初始化并启动init进程；然后添加UART、USB、CF设备的驱动程序，以及完成对Ext2文件系统的支持，添加文件系统相关的MTD、Block设备驱动，针对内核配置至少添加IPC、网络支持、TCP/IP、Socket内容，生成内核启动镜像，将内核镜像文件嵌入引导程序，并将嵌入后得到的引导程序加载到RSIC-V处理器的内存中，生成运行于RSIC-V的linux操作系统；

步骤5、在交叉编译环境中调用匹配内核以RISC-V体系架构编译linux内核，同时把加密模块和解密模块的驱动程序加载到内核中，生成新的内核镜像文件，用于后续管理硬件设备、实现进程调度；

步骤6、利用可编程逻辑阵列厂商提供的工具，对利用verilog硬件描述语言设计的RSIC-V处理器、加密模块、解密模块硬件电路进行综合、布局布线后加载到可编程逻辑阵列中，将步骤5生成的内核镜像文件拷贝到存储卡中，引导嵌入式操作系统的启动。