[发明专利]一种基于可编程逻辑阵列实现安全传输的方法

说明书

本发明公开了一种基于可编程逻辑阵列实现信息安全传输系统的方法，步骤1、对开源的RISC‑V指令集进行裁剪和扩展；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；步骤3、完善信息安全传输系统的编译工具；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；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；步骤6、对硬件电路进行综合、布局布线后加载到可编程逻辑阵列中，引导嵌入式操作系统的启动。本发明提高了信息安全传输系统的自主可靠性和安全性。

技术领域

本发明涉及数字电路、加密算法、通信技术等技术领域，特别是涉及一种基于可编程逻辑阵列实现安全传输的方法。

背景技术

信息作为一种资源,它的普遍性、共享性、增值性、可处理性和多效用性,使其对于人类具有特别重要的意义。保证信息安全性的实质要保护信息系统或信息网络中的信息资源免受各种类型的威胁、干扰和破坏。

随着科技的发展和互联网的普及，各方面的信息量都在急剧增加，对信息的存储、传输提出了更高的要求。同时，物联网和移动互联网等新网络的快速发展给信息安全带来更大的挑战。物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事等诸多领域得到应用，物联网中的认证机制和加密机制是安全上最重要的两个环节，也是信息安全产业中保障信息安全的薄弱环节。与此同时，随着互联网的发展，传统的网络边界不复存在，给未来的互联网应用和业务带来巨大改变，给信息安全也带来了新挑战。融合开放是互联网发展的特点之一，网络安全也因此变得正在向分布化、规模化、复杂化和间接化等方向发展，信息安全产业也将在融合开放的大安全环境中探寻发展。保证信息的安全传输日益成为研究的热点问题。

针对某些行业或领域，对传输系统的安全性有较高要求，为增强软件和硬件的自主可控性，防止传输的信息被窃取，因此需要从软硬件两个方面设计安全传输系统，从而保证安全的信息传输。

保证信息传输安全的方式多种多样，这些方法都具有保证传输信息的安全性，但因行业不同，对传输系统安全性的要求也不同；此外，虽然现在提供信息传输安全的方案及应用越来越多，然而它们中的大部分，仍旧没有通过软硬件协同设计的方法来保证信息传输系统的安全。

随着软硬件协同设计方法的快速发展和成熟，为本领域提出的一种基于可编程逻辑阵列实现安全传输的方法提供了合适的研究基础。

发明内容

基于以上所述当前信息安全传输所存在的不足以及结合科学技术的快速发展，为了更好的满足人们对信息安全的需求，本发明提出了一种基于可编程逻辑阵列实现安全传输的方法，利用开源的RISC-V指令集、自定义加密算法以及可编程逻辑阵列的可重构性对信息进行安全处理和传输。以上几点，都使得本发明提出的基于可编程逻辑阵列实现安全传输的方法成为可能。

本发明的一种基于可编程逻辑阵列实现信息安全传输系统的方法，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；

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；公钥可向其他人公开，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；

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；