[发明专利]一种基于FPGA可信执行环境的计算方法及系统

权利要求书

1.一种基于FPGA可信执行环境的计算方法，其特征在于，该方法基于CPU和FPGA芯片实现，所述CPU预设有IntelSGX程序，所述IntelSGX程序包含不可信区域和可信区域，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，所述IntelSGX程序在不可信区域中划分预设大小的可信区域栈内存和堆内存，并启动可信区域程序；

步骤S2，所述不可信区域调用可信区域证明函数，向intel认证中心远程证明可信程序是否真实运行在sgx环境下；

步骤S3，所述不可信区域调用可信区域证明函数，向所述FPGA芯片内的认证中心远程证明数据加解密程序是否运行在该FPGA芯片内；

步骤S4，所述不可信区域调用可信区域计算函数，传入要参与计算的参数和要执行计算的密文数据路径，可信区域计算函数获取参数并开始执行计算；

步骤S5，可信区域计算函数调用不可信区域的数据解密函数，传入要解密的密文数据路径、密钥索引和密文数据哈希值，再由不可信区域传入所述FPGA芯片；

步骤S6，所述FPGA芯片通过可编程输入输出接口获取该参数后，根据密文数据路径获取真实密文数据的哈希值，并与传入的哈希值进行比对，对比通过后，通过布线资源传入至所述FPGA芯片的可编程逻辑单元；

步骤S7，所述FPGA芯片的可编程逻辑单元接收参数，并在判断出函数参数行为是数据解密时，指定寄存器执行该行为；

步骤S8，所述FPGA芯片的可编程逻辑单元寄存器开始异步读取密文，利用密钥索引与另一组合逻辑的查找表进行协作解密数据，以时间间隔单位反复输出解密状态；

步骤S9，所述FPGA芯片的可编程逻辑单元返回最终明文数据和状态至可编程输入输出接口，将明文数据合并输出到所述IntelSGX程序指定的安全位置，之后再返回给不可信区域-可信区域；

步骤S10，可信区域中的函数根据得到的明文数据计算，计算完明文数据后得出结果；

步骤S11，可信区域计算逻辑结束，不可信区域销毁可信区域程序，流程结束。

2.如权利要求1所述的基于FPGA可信执行环境的计算方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下过程：

步骤S31，不可信区域程序通过FFI接口调用已烧录到所述FPGA芯片内的加解密程序动态库认证中心函数，传入加密认证报文；

步骤S32，所述FPGA芯片的可编程输入输出接口获取该加密认证报文后，通过布线资源传入至可编程逻辑单元；

步骤S33，所述FPGA芯片的可编程逻辑单元接收加密认证报文，在判断得出该加密认证报文行为是认证中心时，则指定寄存器的认证中心进行执行；

步骤S34，可编程逻辑单元的寄存器获取已烧录至所述FPGA芯片内部的唯一标识和认证报文解密密钥，解密报文并与唯一标识进行认证比对，返回比对结果。

3.如权利要求1所述的基于FPGA可信执行环境的计算方法，其特征在于，包括访问外部资源程序AT和隐私可信计算程序AE，以及对应访问外部资源程序AT和隐私可信计算程序AE的编译打包逻辑：

步骤a0，分别编译访问外部资源程序AT和隐私可信计算程序AE代码，生成.o目标文件；

步骤b0，根据访问外部资源程序AT和隐私可信计算程序AE使用不同的参数生成两个不同的EDL目标文件，IntelSGXsdk对EDL进行编译生成.o目标文件；

步骤c0，访问外部资源程序AT目标文件及其EDL目标文件合并成一个可执行的AT目标文件；

步骤d0，隐私可信计算程序AE目标文件及其EDL目标文件合并成一个新的AE目标文件；

步骤e0，IntelSGXsdk根据第d步生成最新的AE目标文件、Enclave中运行程序所需要的一些内存配置文件Enclave.config、IntelSGX生成的私钥进行签名，生成最终的AE签名共享库文件。