CN218471304U - 一种基于rsp_s10芯片的pci-e接口密码卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于RSP_S10芯片的PCI‑E接口密码卡，其技术方案要点是：包括加密芯片，所述加密芯片上电性连接秘钥存储芯片，所述加密芯片上电性连接有随机数发生器芯片，所述加密芯片电性连接有PCI‑E金手指，所述加密芯片电性连接控制芯片，所述控制芯片上电性连接有信息模块，所述信息模块上电性连接通讯模块，所述电源芯片上电性连接有POWER；利用装置实现高速的加解密功能，提高加密机等设备的高速加密要求，多通道信息传输，以及能够实现对供电过程进行控制调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及密码卡技术领域，特别涉及一种基于RSP_S10芯片的 PCI-E接口密码卡。
背景技术
目前，公知的密码卡大都采用串口、USB接口作为密码卡与上位机的交互接口。由于串口、USB通信速率比较低，不能满足加密机等设备的高速加密要求，另外，公知的加密卡大都采用DSP、FPGA等通用芯片作为管理核心，外加密码算法芯片作为运算单元。采用的芯片种类多，技术实施复杂，制造成本偏高。还有一些PCI-E密码卡采用接口桥片的方式实现与上位机的PCI-E接口通信，技术实现比较复杂，成本较高。既使有些带有PCI-E 接口的芯片，但是其支持的通道数较少。
参照现有公开号为CN103237021A的中国专利，其公开了一种基于FPGA 芯片的PCI-E的高速密码卡，该密码卡包括FPGA芯片、SM1密码算法芯片、 FPGA配置芯片、晶体振荡器、电源芯片1、电源芯片2、电源芯片3、程序下载口K1、程序调试口K2、PCI-E总线；FPGA芯片内部包括PCI-EIP硬核、状态机、双端口RAM，PCI-EIP硬核与物理的PCI-E总线相连，状态机与SM1 密码算法芯片相连实现数据的交互，双端口RAM连接FPGA配置芯片；晶体振荡器与FPGA芯片相连。
上述的这种基于FPGA芯片的PCI-E的高速密码卡有效的解决网络中数据安全的问题，提供高效的防伪措施。但是上述的这种基于FPGA芯片的 PCI-E的高速密码卡依旧存在着一些缺点，如：一、无法提传输的效率和速度，不能满足加密机等设备的高速加密要求；二、加密码算法芯片作为运算单元。采用的芯片种类多，技术实施复杂，制造成本偏高；三、支持的算法种类有限，且复杂算法的实现比较困难，效率低下。
实用新型内容
针对背景技术中提到的问题，本实用新型的目的是提供一种基于 RSP_S10芯片的PCI-E接口密码卡，以解决背景技术中提到的问题。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于RSP_S10芯片的PCI-E接口密码卡，包括加密芯片，所述加密芯片上通过SPI接口电性连接秘钥存储芯片，所述加密芯片上电性连接有系统存储芯片，所述加密芯片上通过TRNG-IF总线电性连接有随机数发生器芯片，所述加密芯片通过PCI-E接口与上位机进行数据交换，所述加密芯片通过UART数据总线电性连接控制芯片，所述控制芯片上电性连接有电源芯片，所述电源芯片上电性连接有POWER，所述控制芯片上电性连接有驱动模块，所述驱动模块上电性连接有散热风机。
通过采用上述技术方案，加密卡通过PCI-E接口实现高速的加解密功能，提高加密机等设备的高速加密要求，解决了传统加密卡的芯片种类多，技术实施复杂，制造成本偏高的问题，并且能够实现多通道信息传输，以及保持供电电压的稳定，支持的算法种类有限，且复杂算法的实现比较困难，效率低下。
优选的，所述随机数发生器芯片包括有两组，两组所述随机数发生器芯片分别为第一随机数发生器芯片和第二随机数发生器芯片，所述第一随机数发生器芯片和所述第二随机数发生器芯片均采用的是WNG8。
通过采用上述技术方案，随机数发生器芯片试下对数据进行随机产生，并且物理真随机数的产生无法实现推测计算，具有更高的安全性能。
优选的，所述电源芯片包括有三组，三组所述电源芯片分别为第一电源芯片、第二电源芯片和第三电源芯片，所述POWER包括有三组，所述POWER 分别为POWER 1.0V、POWER3.3V和POWER 5.0V，所述POWER 1.0V、所述 POWER 3.3V和所述POWER 5.0V都是由PCI-E金手指或外部提供的12V电源通过所述第一电源芯片、所述第二电源芯片和所述第三电源芯片转换得来的。
通过采用上述技术方案，电源芯片设有三组和POWER设有三组，可以实现对系统提高不同电压值的电压输出，实现对系统进行有效的供电运行。
优选的，所述第一电源芯片、所述第二电源芯片和所述第三电源芯片内均包括有调压电路、转换电路、稳压电路和滤波电路。
通过采用上述技术方案，调压电路、转换电路、稳压电路和滤波电路的设定可以实现对电压进行调节，便于实现输出稳定的电压波动。
优选的，所述控制芯片上电性连接有USB OTG，用于与外部USB-KEY进行数据交换，所述控制芯片周围有时钟晶振电路和复位电路。
通过采用上述技术方案，控制芯片的设定便于实现对外置的设备进行连接，且时钟晶振电路能够稳定的产生波形，以及复位电路能够实现在故障产生的时候，能够实现复位重启。
优选的，所述加密芯片和所述控制芯片上均电性连接有JTAG调试接口和UART数据总线，所述JTAG调试接口和UART数据总线分别通过JTAG总线和TTL电平UART总线电性连接。
通过采用上述技术方案，JTAG调试接口分别用于GD32F207RCT6 ARM芯片和RSP_S10芯片的程序下载、调试和在线仿真进行传输和控制，UART数据总线分别用于GD32F207RCT6 ARM芯片和RSP_S10芯片打印输出调试信息与程序调试者的输入输出交互。
优选的，所述控制芯片采用的是GD32F207RCT6 ARM芯片，所述加密芯片采用的是RSP_S10加解密芯片，所述秘钥存储芯片采用的是ACL-16芯片，所述系统存储芯片采用的是SPI FLASH存储芯片，所述系统存储芯片至少设有两组。
通过采用上述技术方案，可以实现对系统进行控制调节，以及加密处理和数据存储，RSP_S10加解密芯片，其自身具备数据包解析、任务分配、密码管理等功能。芯片内部自带密码运算模块，算法种类包括SM1、SM2、 SM3、SM4国密算法，也包含国际通用的AES、DES、3DES、RSA1024、RSA2048 算法，和国密的SHA1、SHA256、SHA384、SHA512、HMAC算法。RSP_S10加解密芯片自带PCI-E接口，可以完成加密解密运算以及对密钥的管理及 PCI-E接口与上位机交互。与传统方案相比，这种密码卡具有结构简单，芯片种类少，技术实施简便，制作成本较低的优势特点。
综上所述，本实用新型主要具有以下有益效果：
通过采取上述技术方案，加密卡通过PCI-E接口实现高速的加解密功能，提高加密机等设备的高速加密要求，解决了传统加密卡的芯片种类多，技术实施复杂，制造成本偏高的问题。以及保持供电电压的稳定，支持的算法种类有限，且复杂算法的实现比较困难，效率低下，芯片内部自带密码运算模块，算法种类包括SM1、SM2、SM3、SM4国密算法，也包含国际通用的AES、DES、3DES、RSA1024、RSA2048算法，和国密的SHA1、SHA256、 SHA384、SHA512、HMAC算法。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构示意图；
图2是本实用新型的板卡结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
参考图1-2，一种基于RSP_S10芯片的PCI-E接口密码卡，包括加密芯片，所述加密芯片上通过SPI接口电性连接秘钥存储芯片，所述加密芯片上电性连接有系统存储芯片，所述加密芯片上通过TRNG-IF总线电性连接有随机数发生器芯片，所述加密芯片通过PCI-E接口与上位机进行数据交换，所述加密芯片通过UART数据总线电性连接控制芯片，所述控制芯片上电性连接有电源芯片，所述电源芯片上电性连接有POWER，所述控制芯片上电性连接有驱动模块，所述驱动模块上电性连接有散热风机。
通过采用上述技术方案，加密卡通过PCI-E接口实现高速的加解密功能，提高加密机等设备的高速加密要求，解决了传统加密卡的芯片种类多，技术实施复杂，制造成本偏高的问题，支持的算法种类有限，且复杂算法的实现比较困难，效率低下。
本实施例中，优选的，所述随机数发生器芯片包括有两组，两组所述随机数发生器芯片分别为第一随机数发生器芯片和第二随机数发生器芯片，所述第一随机数发生器芯片和所述第二随机数发生器芯片均采用的是 WNG8。效果为，随机数发生器芯片试下对数据进行随机产生，并且物理真随机数的产生无法实现推测计算，具有更高的安全性能。
本实施例中，优选的，所述电源芯片包括有三组，三组所述电源芯片分别为第一电源芯片、第二电源芯片和第三电源芯片，所述POWER包括有三组，所述POWER分别为POWER1.0V、POWER 3.3V和POWER 5.0V，所述 POWER 1.0V、所述POWER 3.3V和所述POWER 5.0V分别由PCI-E金手指或外部提供的12V电源通过所述第一电源芯片、所述第二电源芯片和所述第三电源芯片转换得来的。效果为，电源芯片设有三组和POWER设有三组，可以实现对系统提高不同电压值的电压输出，实现对系统进行有效的供电运行。
本实施例中，优选的，所述第一电源芯片、所述第二电源芯片和所述第三电源芯片内均包括有调压电路、转换电路、稳压电路和滤波电路，效果为，调压电路、转换电路、稳压电路和滤波电路的设定可以实现对电压进行调节，便于实现输出稳定的电压波动。
本实施例中，优选的，所述控制芯片上电性连接有USB OTG，用于与外部USB-KEY进行数据交换。所述控制芯片周围有时钟晶振电路和复位电路。效果为，主控芯片设定便于实现对外置的设备进行连接，且时钟晶振电路能够稳定的产生波形，以及复位电路能够实现在故障产生的时候，能够实现复位重启。
本实施例中，优选的，所述加密芯片和所述控制芯片上均电性连接有 JTAG调试接口和UART数据总线，所述JTAG调试接口和UART数据总线分别通过JTAG总线和TTL电平UART总线电性连接。效果为，JTAG调试接口分别用于GD32F207RCT6 ARM芯片和RSP_S10芯片的程序下载、调试和在线仿真进行传输和控制，UART数据总线分别用于GD32F207RCT6 ARM芯片和 RSP_S10芯片打印输出调试信息与程序调试者的输入输出交互。
本实施例中，优选的，所述控制芯片采用的是GD32F207RCT6 ARM芯片，所述加密芯片采用的是RSP_S10加解密芯片，所述秘钥存储芯片采用的是 ACL-16芯片，所述系统存储芯片采用的是SPI FLASH存储芯片，所述系统存储芯片至少设有两组。效果为，可以实现对系统进行控制调节，以及加密处理和数据存储，RSP_S10加解密芯片，其自身具备数据包解析、任务分配、密码管理等功能。芯片内部自带密码运算模块，算法种类包括SM1、SM2、 SM3、SM4国密算法，也包含国际通用的AES、DES、3DES、RSA1024、RSA2048 算法，和国密的SHA1、SHA256、SHA384、SHA512、HMAC算法。RSP_S10加解密芯片自带PCI-E接口，可以完成加密解密运算以及对密钥的管理及 PCI-E接口与上位机交互。与传统方案相比，这种密码卡具有结构简单，芯片种类少，技术实施简便，制作成本较低的优势特点。
使用原理及优点：
通过POWER 1.0V、POWER 3.3V和POWER 5.0V和第一电源芯片、第二电源芯片和第三电源芯片实现对系统进行有效的供电运行，以及加密芯片通过第一随机数发生器芯片和第二随机数发生器芯片产生的随机数实现加密处理，提高系统的加密性能，且设有加密卡，加密卡通过PCI-E接口完成数据的传输，提高加密数据的传输的效率，并且能够通过通讯模块，实现对检测数据和指令进行快速的交互处理，提高系统的操作效率，RSP_S10 加解密芯片，其自身具备数据包解析、任务分配、密码管理等功能。芯片内部自带密码运算模块，算法种类包括SM1、SM2、SM3、SM4国密算法，也包含国际通用的AES、DES、3DES、RSA1024、RSA2048算法，和国密的SHA1、 SHA256、SHA384、SHA512、HMAC算法。RSP_S10加解密芯片自带PCI-E接口，可以完成加密解密运算以及对密钥的管理及PCI-E接口与上位机交互。与传统方案相比，这种密码卡具有结构简单，芯片种类少，技术实施简便，制作成本较低的优势特点。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于RSP_S10芯片的PCI-E接口密码卡，包括加密芯片，其特征在于：所述加密芯片上通过SPI接口电性连接秘钥存储芯片，所述加密芯片上电性连接有系统存储芯片，所述加密芯片上通过TRNG-IF总线电性连接有随机数发生器芯片，所述加密芯片通过PCI-E接口与上位机进行数据交换，所述加密芯片通过UART数据总线电性连接控制芯片，所述控制芯片上电性连接有电源芯片，所述电源芯片上电性连接有POWER，所述控制芯片上电性连接有驱动模块，所述驱动模块上电性连接有散热风机。
2.根据权利要求1所述的一种基于RSP_S10芯片的PCI-E接口密码卡，其特征在于：所述随机数发生器芯片包括有两组，两组所述随机数发生器芯片分别为第一随机数发生器芯片和第二随机数发生器芯片，所述第一随机数发生器芯片和所述第二随机数发生器芯片均采用的是WNG8。
3.根据权利要求1所述的一种基于RSP_S10芯片的PCI-E接口密码卡，其特征在于：所述电源芯片包括有三组，三组所述电源芯片分别为第一电源芯片、第二电源芯片和第三电源芯片，所述POWER包括有三组，所述POWER分别为POWER 1.0V、POWER 3.3V和POWER 5.0V，所述POWER 1.0V、所述POWER 3.3V和所述POWER 5.0V都是由PCI-E金手指或外部提供的12V电源通过所述第一电源芯片、所述第二电源芯片和所述第三电源芯片转换得来的。
4.根据权利要求3所述的一种基于RSP_S10芯片的PCI-E接口密码卡，其特征在于：所述第一电源芯片、所述第二电源芯片和所述第三电源芯片内均包括有调压电路、转换电路、稳压电路和滤波电路。
5.根据权利要求1所述的一种基于RSP_S10芯片的PCI-E接口密码卡，其特征在于：所述控制芯片上电性连接有USB OTG，用于与外部USB-KEY进行数据交换，所述控制芯片周围有时钟晶振电路和复位电路。
6.根据权利要求1所述的一种基于RSP_S10芯片的PCI-E接口密码卡，其特征在于：所述加密芯片和所述控制芯片上均电性连接有JTAG调试接口和UART数据总线，所述JTAG调试接口和UART数据总线分别通过JTAG总线和TTL电平UART总线电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于RSP_S10芯片的PCI-E接口密码卡，其特征在于：所述控制芯片采用的是GD32F207RCT6 ARM芯片，所述加密芯片采用的是RSP_S10加解密芯片，所述秘钥存储芯片采用的是ACL-16芯片，所述系统存储芯片采用的是SPI FLASH存储芯片，所述系统存储芯片至少设有两组。
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