CN106549970A - 一种基于fpga的pcie接口数据加解密方法 - Google Patents

一种基于fpga的pcie接口数据加解密方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106549970A
CN106549970A CN201611050962.3A CN201611050962A CN106549970A CN 106549970 A CN106549970 A CN 106549970A CN 201611050962 A CN201611050962 A CN 201611050962A CN 106549970 A CN106549970 A CN 106549970A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
logic
pcie
fpga
message
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611050962.3A
Other languages
English (en)
Inventor
姜凯
于治楼
王子彤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinan Inspur Hi Tech Investment and Development Co Ltd
Original Assignee
Jinan Inspur Hi Tech Investment and Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinan Inspur Hi Tech Investment and Development Co Ltd filed Critical Jinan Inspur Hi Tech Investment and Development Co Ltd
Priority to CN201611050962.3A priority Critical patent/CN106549970A/zh
Publication of CN106549970A publication Critical patent/CN106549970A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/04—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks
    • H04L63/0428—Network architectures or network communication protocols for network security for providing a confidential data exchange among entities communicating through data packet networks wherein the data content is protected, e.g. by encrypting or encapsulating the payload
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/70—Protecting specific internal or peripheral components, in which the protection of a component leads to protection of the entire computer
    • G06F21/82—Protecting input, output or interconnection devices
    • G06F21/85—Protecting input, output or interconnection devices interconnection devices, e.g. bus-connected or in-line devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明特别涉及一种基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法。该基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，利用FPGA的PCIE硬核，内部实现数据报文解析逻辑，策略匹配逻辑，算法控制逻辑，报文封装逻辑，对具备PCIE接口的Host端提供背靠背的数据加解密服务。该基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，不仅能保障用户数据信息的完整，不受损坏，不被窃取，同时保证数据在网络中安全传输需求；而且整个逻辑完全硬件实现，大大降低了Host端软件开销，提升了系统效率。

Description

一种基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法
技术领域
本发明涉及数据安全技术领域，特别涉及一种基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法。
背景技术
随着信息技术不断发展，信息系统的重要性不断提升，系统数据成为最核心的资产。信息系统作为数据的保存空间，是数据保护的重要防线；随着信息系统向网络化和分布式的方向发展，并被网络上的众多计算机共享，使信息系统变得更易受到攻击，相对静态的存储系统往往成为攻击者的首选目标，达到窃取、篡改或破坏数据的目的，如果没有信息安全防范措施，一旦攻击者成功地渗透到数据存储系统中，其负面影响将是无法估计的，因此信息安全变得至关重要。
基于上述问题，本发明提出了一种基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，以期保障用户数据信息的完整、不受损坏、不被窃取，同时保证数据在网络中安全传输需求。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，其特征在于：利用FPGA的PCIE硬核，内部实现数据报文解析逻辑，策略匹配逻辑，算法控制逻辑，报文封装逻辑，对具备PCIE接口的Host端提供背靠背的数据加解密服务；
Host端将待加密数据通过PCIE接口送入FPGA，经过PCIE从设备接口卸载PCIE封装后，进入报文解析逻辑；策略匹配逻辑处于报文解析和算法控制逻辑之间，实现对多用户策略的加解密的底层支持；算法控制逻辑实现对算法接口的管理，同时需依据用户需求进行部分定制；报文封装逻辑将加解密数据重新封包，计算校验值，发送至PCIE接口。
所述报文解析逻辑的工作内容包括以下三个方面：
（1）提取报文头，解析指令，依据解析判断报文内容为指令或存储数据，并将报文头保存在报文头寄存器；
（2）将指令直接写入报文封装逻辑的指令寄存器或将存储数据放入数据队列；
（3）将解析结果送入策略匹配逻辑。
所述策略匹配逻辑的工作内容包括以下三个方面：
（1）建立基于用户身份的策略表；
（2）依据报文解析结果在策略表内查找符合项，进行策略匹配；
（3）对报文头或有效存储数据进行格式变换，变为算法需求格式，并将数据送入算法控制逻辑。
所述算法控制逻辑实现的工作内容包括以下三个方面：
（1）负载均衡逻辑实现多数据通路高效并行运算；
（2）对算法逻辑接口进行控制，依据策略匹配结果，将数据送入所需算法核中；
（3）将经过加解密运算的报文进行格式恢复。
所述报文封装逻辑的工作内容包括以下四个方面：
（1）缓存解析逻辑提取的报文头和指令；
（2）接收算法控制逻辑传输的加密或解密数据；
（3）将报文头和指令或数据进行数据包封装，并计算校验值；
（4）将封装好的数据送入PCIE接口。
本发明的有益效果是：该基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，不仅能保障用户数据信息的完整，不受损坏，不被窃取，同时保证数据在网络中安全传输需求；而且整个逻辑完全硬件实现，大大降低了Host端软件开销，提升了系统效率。
附图说明
附图1为本发明基于FPGA的PCIE接口数据加解密逻辑结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
该基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，利用FPGA的PCIE硬核，内部实现数据报文解析逻辑，策略匹配逻辑，算法控制逻辑，报文封装逻辑，对具备PCIE接口的Host端提供背靠背的数据加解密服务；
Host端将待加密数据通过PCIE接口送入FPGA，经过PCIE从设备接口卸载PCIE封装后，进入报文解析逻辑；策略匹配逻辑处于报文解析和算法控制逻辑之间，实现对多用户策略的加解密的底层支持；算法控制逻辑实现对算法接口的管理，同时需依据用户需求进行部分定制；报文封装逻辑将加解密数据重新封包，计算校验值，发送至PCIE接口。
所述报文解析逻辑的工作内容包括以下三个方面：
（1）提取报文头，解析指令，依据解析判断报文内容为指令或存储数据，并将报文头保存在报文头寄存器；
（2）将指令直接写入报文封装逻辑的指令寄存器或将存储数据放入数据队列；
（3）将解析结果送入策略匹配逻辑。
所述策略匹配逻辑的工作内容包括以下三个方面：
（1）建立基于用户身份的策略表；
（2）依据报文解析结果在策略表内查找符合项，进行策略匹配；
（3）对报文头或有效存储数据进行格式变换，变为算法需求格式，并将数据送入算法控制逻辑。
所述算法控制逻辑实现的工作内容包括以下三个方面：
（1）负载均衡逻辑实现多数据通路高效并行运算；
（2）对算法逻辑接口进行控制，依据策略匹配结果，将数据送入所需算法核中；
（3）将经过加解密运算的报文进行格式恢复。
所述报文封装逻辑的工作内容包括以下四个方面：
（1）缓存解析逻辑提取的报文头和指令；
（2）接收算法控制逻辑传输的加密或解密数据；
（3）将报文头和指令或数据进行数据包封装，并计算校验值；
（4）将封装好的数据送入PCIE接口。
本发明的有益效果是：该基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，不仅能保障用户数据信息的完整，不受损坏，不被窃取，同时保证数据在网络中安全传输需求；而且整个逻辑完全硬件实现，大大降低了Host端软件开销，提升了系统效率。

Claims (5)

1.一种基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，其特征在于：利用FPGA的PCIE硬核，内部实现数据报文解析逻辑，策略匹配逻辑，算法控制逻辑，报文封装逻辑，对具备PCIE接口的Host端提供背靠背的数据加解密服务；
Host端将待加密数据通过PCIE接口送入FPGA，经过PCIE从设备接口卸载PCIE封装后，进入报文解析逻辑；策略匹配逻辑处于报文解析和算法控制逻辑之间，实现对多用户策略的加解密的底层支持；算法控制逻辑实现对算法接口的管理，同时需依据用户需求进行部分定制；报文封装逻辑将加解密数据重新封包，计算校验值，发送至PCIE接口。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，其特征在于，所述报文解析逻辑的工作内容包括以下三个方面：
（1）提取报文头，解析指令，依据解析判断报文内容为指令或存储数据，并将报文头保存在报文头寄存器；
（2）将指令直接写入报文封装逻辑的指令寄存器或将存储数据放入数据队列；
（3）将解析结果送入策略匹配逻辑。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，其特征在于，所述策略匹配逻辑的工作内容包括以下三个方面：
（1）建立基于用户身份的策略表；
（2）依据报文解析结果在策略表内查找符合项，进行策略匹配；
（3）对报文头或有效存储数据进行格式变换，变为算法需求格式，并将数据送入算法控制逻辑。
4.根据权利要求1所述的基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，其特征在于，所述算法控制逻辑实现的工作内容包括以下三个方面：
（1）负载均衡逻辑实现多数据通路高效并行运算；
（2）对算法逻辑接口进行控制，依据策略匹配结果，将数据送入所需算法核中；
（3）将经过加解密运算的报文进行格式恢复。
5.根据权利要求1所述的基于FPGA的PCIE接口数据加解密方法，其特征在于，所述报文封装逻辑的工作内容包括以下四个方面：
（1）缓存解析逻辑提取的报文头和指令；
（2）接收算法控制逻辑传输的加密或解密数据；
（3）将报文头和指令或数据进行数据包封装，并计算校验值；
（4）将封装好的数据送入PCIE接口。
CN201611050962.3A 2016-11-25 2016-11-25 一种基于fpga的pcie接口数据加解密方法 Pending CN106549970A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611050962.3A CN106549970A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种基于fpga的pcie接口数据加解密方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611050962.3A CN106549970A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种基于fpga的pcie接口数据加解密方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106549970A true CN106549970A (zh) 2017-03-29

Family

ID=58394938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611050962.3A Pending CN106549970A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种基于fpga的pcie接口数据加解密方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106549970A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107911369A (zh) * 2017-11-20 2018-04-13 济南浪潮高新科技投资发展有限公司 一种支持快速加解密的数据存储交换系统及方法
CN108055268A (zh) * 2017-12-17 2018-05-18 天津津航计算技术研究所 一种基于PCIe链路数据透传加解密的方法
CN108199934A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 烟台易尚电子科技有限公司 一种基于pcie结构的双网口数据聚合接收装置
CN108898033A (zh) * 2018-06-15 2018-11-27 中国电子科技集团公司第五十二研究所 一种基于fpga的数据加解密系统
WO2019072111A1 (zh) * 2017-10-09 2019-04-18 阿里巴巴集团控股有限公司 Fpga设备、基于fpga设备的云系统
CN114115099A (zh) * 2021-11-08 2022-03-01 浙江高信技术股份有限公司 支持网络安全的plc系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101335740A (zh) * 2007-06-26 2008-12-31 华为技术有限公司 发送、接收数据的方法和系统
CN102096783A (zh) * 2011-02-09 2011-06-15 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种基于fpga的税控专用算法加密卡
CN103873235A (zh) * 2014-03-18 2014-06-18 上海众人网络安全技术有限公司 一种口令字保护器及口令字保护方法
US20150237058A1 (en) * 2014-02-15 2015-08-20 Pico Computing, Inc. Multi-Function, Modular System for Network Security, Secure Communication, and Malware Protection
CN105897406A (zh) * 2016-06-02 2016-08-24 北京赛思信安技术股份有限公司 一种明密文等长的aes加解密的装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101335740A (zh) * 2007-06-26 2008-12-31 华为技术有限公司 发送、接收数据的方法和系统
CN102096783A (zh) * 2011-02-09 2011-06-15 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种基于fpga的税控专用算法加密卡
US20150237058A1 (en) * 2014-02-15 2015-08-20 Pico Computing, Inc. Multi-Function, Modular System for Network Security, Secure Communication, and Malware Protection
CN103873235A (zh) * 2014-03-18 2014-06-18 上海众人网络安全技术有限公司 一种口令字保护器及口令字保护方法
CN105897406A (zh) * 2016-06-02 2016-08-24 北京赛思信安技术股份有限公司 一种明密文等长的aes加解密的装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019072111A1 (zh) * 2017-10-09 2019-04-18 阿里巴巴集团控股有限公司 Fpga设备、基于fpga设备的云系统
US11048826B2 (en) 2017-10-09 2021-06-29 Alibaba Group Holding Limited FPGA device and cloud system based on FPGA device
CN107911369A (zh) * 2017-11-20 2018-04-13 济南浪潮高新科技投资发展有限公司 一种支持快速加解密的数据存储交换系统及方法
CN108055268A (zh) * 2017-12-17 2018-05-18 天津津航计算技术研究所 一种基于PCIe链路数据透传加解密的方法
CN108199934A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 烟台易尚电子科技有限公司 一种基于pcie结构的双网口数据聚合接收装置
CN108898033A (zh) * 2018-06-15 2018-11-27 中国电子科技集团公司第五十二研究所 一种基于fpga的数据加解密系统
CN108898033B (zh) * 2018-06-15 2020-12-08 中国电子科技集团公司第五十二研究所 一种基于fpga的数据加解密系统
CN114115099A (zh) * 2021-11-08 2022-03-01 浙江高信技术股份有限公司 支持网络安全的plc系统
CN114115099B (zh) * 2021-11-08 2024-01-02 浙江高信技术股份有限公司 支持网络安全的plc系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106549970A (zh) 一种基于fpga的pcie接口数据加解密方法
CN108885665A (zh) 用于解密虚拟化环境中的网络流量的系统和方法
US20130125125A1 (en) Computer system and offloading method in computer system
CN104769606A (zh) 提供安全的计算机环境的系统和方法
CN108055133A (zh) 一种基于区块链技术的密钥安全签名方法
US11729042B2 (en) IPSec acceleration method, apparatus, and system
US10469265B2 (en) Technologies for secure inter-enclave communications
CN104662551A (zh) 在网络环境中对加密的数据的检查
CN109428867A (zh) 一种报文加解密方法、网路设备及系统
US10031758B2 (en) Chained-instruction dispatcher
CN103647772A (zh) 一种对网络数据包进行可信访问控制的方法
CN111404676B (zh) 安全隐秘的密钥与密文的生成、存储与传递方法和装置
TWI520002B (zh) Protection Method and System of Cloud Virtual Network Security
CN104660551A (zh) 一种基于webservice的数据库访问装置及方法
EP3713147B1 (en) Railway signal security encryption method and system
CN103023877A (zh) 公共云中的数据保护和强制自我销毁
CN102708632A (zh) 一种pos机中敏感数据的保护方法及保护装置
CN104821949A (zh) 基于签名的sql防篡改保护方法
Hu Study of file encryption and decryption system using security key
CN102694645A (zh) 一种地理空间数据安全保障方法及装置
CN102880818A (zh) 一种软件保护方法
CN101281580B (zh) 一种扩展信息安全设备的存储器的方法
CN103684755B (zh) 一种加解密算法和加解密钥的更换方法
CN107358107A (zh) 打印机动态管理系统
JP7457842B2 (ja) 情報処理装置、情報処理システム、及び情報処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170329

RJ01 Rejection of invention patent application after publication