[发明专利]基于MEMS密码锁和双FPGA的SATA硬盘物理加密系统

摘要

一种信息安全技术领域的基于MEMS密码锁和双FPGA的SATA硬盘物理加密系统。本发明中，MEMS密码锁驱动及认证模块与用于物理认证的FPGA专用板通讯，PCI控制器把PCI总线上的指令转化为第一FPGA芯片内部总线端指令，由I/O信号扩展芯片输出控制字到MEMS密码锁驱动电路驱动MEMS密码锁解码，同时MEMS密码锁产生密钥信号，密钥处理模块读取密钥信号，判断正确与否，若正确，发送密钥到第一FPGA芯片，并经PCI控制器传回主机，主机收到后启动联接和扫描硬件模块，使系统识别加密硬盘，硬盘信息即正确读写；若错误，密钥处理模块发送复位相位到PCI局部总线执行MEMS密码锁复位动作，同时传给主机错误密码的信息。

主权项

1、一种基于MEMS密码锁和双FPGA的SATA硬盘物理加密系统，包括：MEMS密码锁驱动及认证模块、联接和扫描硬件模块、用于物理认证的FPGA专用板、用于数据加密/解密的FPGA专用板和MEMS密码锁，其特征在于：所述用于物理认证的FPGA专用板包括：第一FPGA芯片、PCI控制器、EEPROMPCI配置芯片、可擦除的第一ROM、MEMS密码锁驱动电路、MEMS控制模块、密钥处理模块；所述用于数据加密/解密的FPGA专用板包括：第二FPGA芯片、可擦除第二ROM、IDE-SATA转换接口、加密/解密模块；上述MEMS密码锁驱动及认证模块、联接和扫描硬件模块安装在主机的操作系统硬盘内，分别通过PCI总线和SATA总线和两块FPGA专用板联接，两块FPGA专用板仅通过主机间接进行通信，受主机的控制，其中：所述MEMS密码锁加密卡驱动及认证模块以PCI协议通讯方式与第一FPGA芯片和MEMS密码锁驱动电路进行通讯；所述MEMS控制模块是控制第一FPGA芯片运行的指令模块，它存储在第一ROM中，系统上电后开始工作；所述EEPROM PCI配置芯片通过内部的PCI驱动程序正确驱动PCI控制器，完成主机与PCI控制器控制信号、地址线和数据线的配置，使PCI控制器正常工作；所述PCI控制器把PCI总线上的指令转化为PCI局部总线端指令，由局部总线指令控制I/O扩展芯片；所述I/O扩展芯片根据局部总线指令输出控制字到MEMS密码锁驱动电路驱动MEMS密码锁解码，解码的同时MEMS密码锁产生密钥信号；所述密钥处理模块读取MEMS密码锁发来的密钥信号，判断正确码或是错误码的来临，若取得32位正确码，发送密钥到第一FPGA芯片；所述第一FPGA芯片把获得的密钥经PCI控制器传给主机，主机启动联接和扫描硬件模块；所述联接和扫描硬件模块扫描系统中的SATA硬盘，该系统中的SATA硬盘是通过SATA-IDE转换接口和IDE-SATA转换接口连接，在两个转换接口直接是第二FPGA芯片来完成有128位密钥的AES算法加密/解密，系统扫描后SATA硬盘被系统识别，同时把32位正确密钥传给第二FPGA芯片相连的加密/解密模块；所述第二FPGA芯片根据获得的密钥控制硬盘信息的正确读写，若判断错误码来临，由密钥处理模块发送复位相位到PCI局部总线执行MEMS密码锁复位动作同时把一个表示错误的信号指令传给主机；所述加密/解密模块对对主机在读写加密/解密IDE硬盘的数据传输的数据流，进行加密/解密处理，同时还驱动第二FPGA芯片控制读写的数据传输。