[发明专利]一种SoC系统和基于PRINCE算法的实时加解密方法

说明书

本发明公开了一种SoC系统和基于PRINCE算法的实时加解密方法，所述SoC系统包括内核、总线、外设总线模块和外部存储器，外设总线模块，对内核执行用户软件过程中的重要程序和数据进行实时加解密；外部存储器作为内核的外设，通过外设总线进行访问，用于保存加密处理过的重要程序和数据。本发明提供的SoC系统和实时加解密方法将64位PRINCE算法应用于总线宽度为32位嵌入式系统，实现对于外部存储器的实时数据加解密，加解密过程不需要软件干预，由硬件自动完成，很好满足实时性需求，采用基于访问地址的数据加解密方式支持对于程序的离散访问，自适应宽度设计能够灵活支持字节、半字、字等不同数据宽度访问方式，延续了PRINCE加密算法实时性、低延迟、低成本的优点。

技术领域

本发明属于SoC系统的加解密领域，尤其涉及一种SoC系统和基于PRINCE算法的实时加解密方法。

背景技术

在SoC(System on Chip，系统级芯片)中集成外部存储器时，对待外部存储的实时保密性要求很高，进行有效的实时加解密可以防止用户的标识或者数据被读取，同时也能防止重要的程序数据被更改。

主流的加解密算法分为两大类：对称式和非对称式，常见的加解密算法有DES(Data Encryption Standard，数据加密标准)、RSA(Rivest-Shamir-Adleman)、SHA1(Secure Hash Algorithm 1，安全散列算法1)、AES(Advanced Encryption Standard，高级加密标准)、MD5(Message Digest Algorithm 5，信息摘要算法5)等。对称算法相比非对称算法具有密钥简短、加解密硬件相同、加密速度快等优势，适合大量数据的加解密处理。但是目前很多加解密算法为了提高安全性，算法趋于复杂，且运算轮数过多，这对于运行速度有很高要求的系统，想要在经加密过的存储器上运行实时程序，很难满足要求。

因此，考虑轻量级加解密算法，所谓轻量级是密钥数据短、运算轮数少、认证效率高，能够做到加入安全性的前提下不影响自身的成本以及实时性，从而达到应用需求。其中，考虑使用算法轻量级对称加密算法PRINCE，该算法能够很好地满足动态加密、低延迟以及硬件成本低等要求，在实现本发明过程中，发明人发现PRINCE算法至少存在如下问题：

1、算法数据宽度为64位，位宽过大容易消耗系统计算资源，且不适用于大多数系统总线宽度为32位的嵌入式系统。

2、外部存储器中存放代码程序，运行后是离散式访问，数据地址和数据宽度都不一定，PRINCE算法不能很好地支持离散式数据访问方式。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种SoC系统和基于PRINCE算法的实时加解密方法。

为了解决上述技术问题，第一方面，公开了一种SoC系统，包括内核、总线、外设总线模块和外部存储器，

所述内核是SoC系统的中央处理单元，在内核中执行用户软件，通过总线访问外设总线模块；

所述总线是SoC系统中总线架构的一部分，经过总线矩阵仲裁访问请求，下发总线命令访问外设总线模块；

所述外设总线模块，包括外设总线控制模块和外设总线，所述外设总线，是内核和外部存储器的接口；所述外设总线控制模块，用于控制外设总线驱动，通过外设总线接口对内核执行用户软件过程中的重要程序和存储数据进行实时加解密；所述外设总线用来连接外部设备，一般为标准协议SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，异步收发传输器)或者IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)等。

所述外部存储器，作为内核的外设，通过外设总线进行访问，用于保存加密处理过的重要程序和存储数据。