CN113014383B - 一种敌我识别系统加解密算法测试验证装置及系统 - Google Patents

一种敌我识别系统加解密算法测试验证装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种敌我识别系统加解密算法测试验证装置及系统，包括信号处理单元、加解密单元和加载管理单元，信号处理单元加载外部输入的信号处理程序，加载管理单元加载外部输入的加解密算法程序和密钥数据；加解密单元用于根据外部输入的询问触发信号周期性地产生询问信号，并进行加密得到加密询问数据；信号处理单元用于对加密询问数据进行处理生成ASK编码信号和AM编码门信号；加解密单元还用于对PSV视频信号进行解密得到应答数据；以及将加密询问数据和应答数据进行组包得到组包数据；其中，PSV视频信号由外部对应答信号进行转换得到；加载管理单元还用于将组包数据发送至外部。本发明能够提高加解密算法验证的灵活性和便捷性。

Description

一种敌我识别系统加解密算法测试验证装置及系统
技术领域
本发明涉及敌我识别技术领域，特别是涉及一种敌我识别系统加解密算法测试验证装置及系统。
背景技术
敌我识别系统包含询问设备和应答设备两部分，询问设备能够发射询问信号，应答设备在收到询问信号后进行解析计算，计算通过后会应答本机的代码、位置、高度等重要信息，询问设备在收到应答信号后能够解算出对应目标的敌我属性、位置、高度等。
在当下对抗日益激烈的军事环境中，现代信息战争对敌我识别系统的要求越来越高。为了能及时掌握瞬息万变的战场态势，敌我识别系统需要快速准确的识别出同批次多个目标的敌我属性，最低程度减少误判，给指挥决策提供依据。因此敌我识别系统必须具备很高的识别概率、抗干扰性、安全性和保密性。
传统的敌我识别系统的主要功能是基于敌我识别加解密算法，实现询问/应答信号的编译码和加解密功能。随着敌我识别系统对加解密算法的抗干扰性、安全性和保密性等方面要求越来越高，加解密算法在不断更新迭代。当新加解密算法开发出来后，需要进行验证，然而传统的敌我识别系统在验证时不够方便，缺乏灵活性，主要原因如下：
1、由于传统的敌我识别系统的加解密算法程序属于信号处理程序的一部分，与信号处理程序的信号交联较多，每当需要进行新加解密算法验证时，都需要对信号处理程序进行整体大幅改动，需要花费大量的时间和精力；
2、由于传统的敌我识别系统不具备专门的数据记录分析功能，因此进行新加解密算法验证时，针对询问数据和应答数据进行记录、比对和分析十分不便；
3、由于传统的敌我识别系统只有单一的程序加载途径，例如只支持JTAG接口加载，因此造成新加解密算法的开发十分不便。
4、由于传统的敌我识别系统不具备程序擦除功能，因此存在安全性和保密性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种敌我识别系统加解密算法测试验证装置及系统，能够提高加解密算法验证的灵活性和便捷性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种敌我识别系统加解密算法测试验证装置，包括信号处理单元、加解密单元和加载管理单元，所述信号处理单元通过第一接口加载外部输入的信号处理程序，所述加载管理单元通过第二接口加载外部输入的加解密算法程序和密钥数据；
所述加载管理单元用于根据外部输入的配置指令将加解密算法程序和密钥数据配置给加解密单元；
所述加解密单元用于根据外部输入的询问触发信号周期性地产生询问信号，并使用加解密算法程序和密钥数据对询问信号进行加密得到加密询问数据；以及将加密询问数据发送至信号处理单元；
所述信号处理单元用于使用信号处理程序对所述加密询问数据进行处理生成ASK编码信号和AM编码门信号，并发送至外部进行调制、放大和发射；
所述加解密单元还用于接收外部输入的PSV视频信号，并使用加解密算法程序和密钥数据对PSV视频信号进行解密得到应答数据；以及将加密询问数据和应答数据进行组包得到组包数据，并发送至加载管理单元；其中，所述PSV视频信号由外部对应答信号进行转换得到；
所述加载管理单元还用于将所述组包数据发送至外部。
优选的，所述第一接口为JTAG接口。
优选的，所述第二接口为网络接口。
优选的，所述加载管理单元用于根据外部输入的擦除指令将加解密算法程序和密钥数据擦除。
优选的，所述信号处理单元、加解密单元均为FPGA芯片，所述加载管理单元由一片ARM处理器和一片FLASH存储器构成。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种敌我识别系统加解密算法测试验证系统，包括显控计算机、加载器、询问主机和前述任一种所述的敌我识别系统加解密算法测试验证装置；
所述显控计算机用于通过第二接口向加载管理单元输入加解密算法程序和密钥数据；以及接收所述加载管理单元发送的组包数据；
所述加载器用于通过第一接口向信号处理单元输入信号处理程序；
所述询问主机用于接收所述信号处理单元发送的ASK编码信号和AM编码门信号，并进行调制、放大和发射；以及接收所述ASK编码信号和AM编码门信号对应的应答信号，将应答信号转换成PSV视频信号，将PSV视频信号输入加解密单元。
优选的，所述显控计算机还用于向所述加载管理单元发送擦除指令。
区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：
1、本发明采用信号处理程序和加解密算法程序分别独立加载和运行，加解密算法程序的改动不影响信号处理程序，提高了加解密算法验证的灵活性和便捷性，可以节省工作量、减小因算法改动对信号处理程序的影响；
2、本发明将加密询问数据和应答数据进行组包输出，可以方便针对询问数据和应答数据进行记录、比对和分析。
3、本发明的信号处理程序通过JTAG接口加载，加解密算法程序和密钥数据则由加载管理单元通过网络接口加载，因此加载方式更丰富。
4、本发明可以根据擦除指令对加解密算法程序和密钥数据进行擦除，从而实现了在线擦除功能，可以提升安全性和保密性。
附图说明
图1是本发明实施例的敌我识别系统加解密算法测试验证装置的组成示意图。
图2是本发明实施例的敌我识别系统加解密算法测试验证系统的组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，是本发明实施例的敌我识别系统加解密算法测试验证装置的组成示意图。本发明实施例的敌我识别系统加解密算法测试验证装置10包括信号处理单元11、加解密单元12和加载管理单元13，信号处理单元11通过第一接口101加载外部输入的信号处理程序，加载管理单元13通过第二接口102加载外部输入的加解密算法程序和密钥数据。第一接口101和第二接口102可以是不同的接口，也可以是相同的接口。通过第一接口101和第二接口102，信号处理程序与加解密算法程序可以分别独立加载。在本实施例中，第一接口101为JTAG接口，第二接口102为网络接口。信号处理程序通过JTAG接口加载，加解密算法程序和密钥数据则由加载管理单元通过网络接口加载，因此加载方式更丰富，网络接口可以实现加解密算法程序的在线加载功能，方便加解密算法程序的加载。
加载管理单元13用于根据外部输入的配置指令将加解密算法程序和密钥数据配置给加解密单元12。在一些应用场景中，加解密单元12和加载管理单元13在处理数据时如果采用了不同的协议，那么加载管理单元13需要先将加解密算法程序和密钥数据进行协议转换后才配置给加解密单元12。
加解密单元12用于根据外部输入的询问触发信号周期性地产生询问信号，并使用加解密算法程序和密钥数据对询问信号进行加密得到加密询问数据；以及将加密询问数据发送至信号处理单元11。
信号处理单元11用于使用信号处理程序对加密询问数据进行处理生成ASK编码信号和AM编码门信号，并发送至外部进行调制、放大和发射。
加解密单元12还用于接收外部输入的PSV视频信号，并使用加解密算法程序和密钥数据对PSV视频信号进行解密得到应答数据；以及将加密询问数据和应答数据进行组包得到组包数据，并发送至加载管理单元13；其中，PSV视频信号由外部对应答信号进行转换得到。PSV视频信号的发送方和询问触发信号的发送方通常来说是相同的。
加载管理单元13还用于将组包数据发送至外部。开发人员通过加载管理单元30接收组包数据后，可以方便对询问数据和应答数据进行记录、对比和分析，该过程可以是实时的。
在本实施例中，加载管理单元13用于根据外部输入的擦除指令将加解密算法程序和密钥数据擦除。其中，擦除指令的发送方和配置指令的发送方可以是相同的，擦除指令也可以通过网络接口发送，从而实现了在线擦除功能，可以提升安全性和保密性。
在本实施例中，信号处理单元11、加解密单元12均为FPGA芯片，加载管理单元13由一片ARM处理器和一片FLASH存储器构成。
在一个具体应用中，FPGA芯片的型号为XC7K325T-2FFG900I，其逻辑资源丰富，含407600个Slice Register，203800个Slice LUT，445个Block RAM/FIFO，500个I/O，性能指标完全满足信号处理程序和加解密算法程序的运行需求。
ARM处理器的型号为STM32F767IGT6，片内闪存为2MB，主频为216MHz，支持10M/100M以太网接口。FLASH存储器的型号为N25Q256A13ESF40，存储容量为256Mb，最高支持108MHz的时钟频率。ARM处理器和FLASH存储器的性能指标完全满足加解密算法程序和密钥数据的加载、存储要求。
需要说明的是，上述选用的FPGA芯片、ARM处理器和FLASH存储器的型号并不唯一，也可以采用性能相近的其他型号的FPGA芯片、ARM处理器和FLASH存储器来代替。
本发明实施例中，信号处理程序和加解密算法程序分别独立加载在信号处理单元11和加载管理单元13中，分别独立运行在信号处理单元11和加解密单元12中，因此，加解密算法程序的改动不影响信号处理程序，提高了加解密算法验证的灵活性和便捷性，可以节省工作量、减小因算法改动对信号处理程序的影响。
参阅图2，是本发明实施例的敌我识别系统加解密算法测试验证系统的组成示意图。本发明实施例的敌我识别系统加解密算法测试验证系统包括显控计算机20、加载器30、询问主机40和前述实施例的敌我识别系统加解密算法测试验证装置10。
显控计算机20用于通过第二接口102向加载管理单元13输入加解密算法程序和密钥数据；以及接收加载管理单元13发送的组包数据。
加载器30用于通过第一接口101向信号处理单元11输入信号处理程序。
询问主机40用于接收信号处理单元11发送的ASK编码信号和AM编码门信号，并进行调制、放大和发射；以及接收ASK编码信号和AM编码门信号对应的应答信号，将应答信号转换成PSV视频信号，将PSV视频信号输入加解密单元12。
在一个具体应用中，敌我识别系统加解密算法测试验证装置10可以作为询问主机40的一部分，并由询问主机40供电。敌我识别系统加解密算法测试验证系统的工作流程如下：
a)询问主机40上电，信号处理单元11通过JTAG接口从加载器30加载信号处理程序，加载管理单元13通过网络接口从显控计算机20加载加解密算法程序和密钥数据；
b)询问主机40向加载管理单元13发送配置指令以及向加解密单元12周期性地发送询问触发信号，加载管理单元13根据外部输入的配置指令将加解密算法程序和密钥数据配置给加解密单元12，加解密单元12根据询问触发信号周期性地产生询问信号，并使用加解密算法程序和密钥数据对询问信号进行加密得到加密询问数据；以及将加密询问数据发送至信号处理单元11；
c)信号处理单元11使用信号处理程序对加密询问数据进行处理生成ASK编码信号和AM编码门信号，并发送至询问主机40进行调制、放大和发射；
d)询问主机40接收ASK编码信号和AM编码门信号对应的应答信号，将应答信号转换成PSV视频信号，将PSV视频信号输入加解密单元12；
e)加解密单元12接收外部输入的PSV视频信号，并使用加解密算法程序和密钥数据对PSV视频信号进行解密得到应答数据，同时还会得到用于判断敌我属性的译码标志。
f)加解密单元12将上述步骤中产生的加密询问数据和收到的应答数据进行组包得到组包数据，并发送至加载管理单元13；加载管理单元13将组包数据发送至显控计算机20。
在本实施例中，显控计算机20还用于向加载管理单元13发送擦除指令。加载管理单元13根据擦除指令将加解密算法程序和密钥数据擦除。
通过上述方式，本发明实施例的敌我识别系统加解密算法测试验证装置及系统采用信号处理程序和加解密算法程序分别独立加载和运行，加解密算法程序的改动不影响信号处理程序，提高了加解密算法验证的灵活性和便捷性，可以节省工作量、减小因算法改动对信号处理程序的影响。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种敌我识别系统加解密算法测试验证装置，其特征在于，包括信号处理单元、加解密单元和加载管理单元，所述信号处理单元通过第一接口加载外部输入的信号处理程序，所述加载管理单元通过第二接口加载外部输入的加解密算法程序和密钥数据；
所述加载管理单元用于根据外部输入的配置指令将加解密算法程序和密钥数据配置给加解密单元；
所述加解密单元用于根据外部输入的询问触发信号周期性地产生询问信号，并使用加解密算法程序和密钥数据对询问信号进行加密得到加密询问数据；以及将加密询问数据发送至信号处理单元；
所述信号处理单元用于使用信号处理程序对所述加密询问数据进行处理生成ASK编码信号和AM编码门信号，并发送至外部进行调制、放大和发射；
所述加解密单元还用于接收外部输入的PSV视频信号，并使用加解密算法程序和密钥数据对PSV视频信号进行解密得到应答数据；以及将加密询问数据和应答数据进行组包得到组包数据，并发送至加载管理单元；其中，所述PSV视频信号由外部对应答信号进行转换得到；
所述加载管理单元还用于将所述组包数据发送至外部。
2.根据权利要求1所述的敌我识别系统加解密算法测试验证装置，其特征在于，所述第一接口为JTAG接口。
3.根据权利要求1所述的敌我识别系统加解密算法测试验证装置，其特征在于，所述第二接口为网络接口。
4.根据权利要求1所述的敌我识别系统加解密算法测试验证装置，其特征在于，所述加载管理单元用于根据外部输入的擦除指令将加解密算法程序和密钥数据擦除。
5.根据权利要求1所述的敌我识别系统加解密算法测试验证装置，其特征在于，所述信号处理单元、加解密单元均为FPGA芯片，所述加载管理单元由一片ARM处理器和一片FLASH存储器构成。
6.一种敌我识别系统加解密算法测试验证系统，其特征在于，包括显控计算机、加载器、询问主机和根据权利要求1至5任一项所述的敌我识别系统加解密算法测试验证装置；
所述显控计算机用于通过第二接口向加载管理单元输入加解密算法程序和密钥数据；以及接收所述加载管理单元发送的组包数据；
所述加载器用于通过第一接口向信号处理单元输入信号处理程序；
所述询问主机用于接收所述信号处理单元发送的ASK编码信号和AM编码门信号，并进行调制、放大和发射；以及接收所述ASK编码信号和AM编码门信号对应的应答信号，将应答信号转换成PSV视频信号，将PSV视频信号输入加解密单元。
7.根据权利要求6所述的敌我识别系统加解密算法测试验证系统，其特征在于，所述显控计算机还用于向所述加载管理单元发送擦除指令。
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