CN2770239Y - 基于网卡的高速数据加密卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型基于网卡的高速数据加密卡，涉及电子信息领域，其包括主板，主板上设有主控芯片、算法芯片、噪声源芯片，另外，主板上还设有算法控制芯片，主板上的主控芯片集成网卡，主控芯片设有PCI接口，通过PCI总线与设备进行数据交换，算法控制芯片采用反熔丝FPGA和DSP技术。本实用新型使用简单，操作方便，安全可靠，能够高速进行数据加密，可广泛用于数据安全存储、网络安全通信、电子商务等各种网络安全应用领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子信息领域，特别涉及一种基于网卡的高速数据加密卡。
背景技术
本产品在软件系统上涉及的主要技术是数据加密技术，数据加密技术的核心就是数据加密算法，密码算法经历了古典密码，对称密钥密码和公开密钥密码三个阶段：古典密码算法有替代加密算法，置换加密等算法；对称密钥加密算法通用的有DES和AES等算法；公开密钥算法有RSA、背包密码、MCELIECE密码、RABIN、椭圆曲线等。目前在数据通信中使用最普遍的是DES算法和RSA算法。
DES算法是美国经长时间征集和筛选后，于1977年由美国国家标准局颁布的一种加密算法。它主要用于民用敏感信息的加密，后来被国际标准化组织接受作为国际标准。DES主要采用替换和移位的方法加密。
RSA算法(Rivest-Shamir-Adleman)适用于数字签名和密钥交换。RSA加密算法是目前应用最广泛的公钥加密算法，特别适用于通过Internet传送的数据。RSA算法的安全性基于分解大数字时的困难(就计算机处理能力和处理时间而言)。在常用的公钥算法中，RSA与众不同，它能够进行数字签名和密钥交换运算。RSA算法既能用于数据加密，也能用于数字签名，RSA的理论依据为：寻找两个大素数比较简单，而将它们的乘积分解开则异常困难。在RSA算法中，包含两个密钥，加密密钥和解密密钥，加密密钥是公开的。
目前，市场上销售的加密卡，尽管都是采用DES算法和RSA算法，但在算法上一般是固定的，不具备网卡功能，且一般是通过IDE口与设备进行数据交换，达不到高强度、高速度加密的要求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种使用简单，操作方便，安全可靠，能够高速进行数据加密的基于网卡的高速数据加密卡。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于网卡的高速数据加密卡，包括主板，主板上设有主控芯片、算法芯片、噪声源芯片，其特征是：主板上还设有算法控制芯片，主板上的主控芯片集成网卡，主控芯片设有PCI接口，通过PCI总线与设备进行数据交换。
基于网卡的高速PCI数据加密卡的算法控制芯片采用反熔丝FPGA和DSP技术。
本实用新型在算法上主要是采用先进的三重3DES算法结合RSA算法，利用DES算法的高效可靠性进行数据加密，对数字签名管理采用加密强度非常高的RSA算法，解决了单纯DES算法和RSA算法的缺陷；
在硬件设计上主要采用反熔丝FPGA技术和有关DSP技术设计专用算法控制芯片YUW-1，可根据系统设定对算法进行选择，另外该芯片还具有可重写功能，以便对算法升级更换。具体说该实用新型有如下有益效果：
技术先进性：选择高强度加密算法模块，并保证加/解密速度。采用反熔丝结构的FPGA的新型算法控制芯片YUW01和算法芯片SSP02-A，配以SIC03智能IC卡确保了算法模块的先进性。性能优异的QL5130确保了接口(PCI)的先进性，QL5130芯片完成数据在PCI总线、噪声源芯片、算法芯片和单片机之间的数据通讯，RAM作为临时寄存器。
安全性：单钥算法和双钥算法相结合，前者实现数据加/解密，后者实现密钥协商、数字签名、认证等服务。SSP02-A提供128比特分组算法模块，工作密钥长度为128比特；SIC03智能IC卡提供1024比特RSA算法，符合PKCS#1(RSA加密标准)；采用基于IC卡的密钥管理体系，确保密钥本身的安全；采用X.509数字证书实现认证功能；采用数字签名的密钥交换协议或密钥和消息传输协议；采用一次一密的加密体制；采用数字签名实现数据源认证、数据完整性与不可否认性。
性能可靠性：在硬件技术方面，反熔丝FPGA，DSP技术是新型的逻辑电路技术，具有以SRAM为基础和传统ASIC解决方案无法提供的优点，包括设计安全性和固件错误免疫力。非挥发性反熔丝FPGA提供超越传统SRAM FPGA和ASIC解决方案的设计安全性，让设计人员保护其设计免受常见的安全问题影响，例如过建、复制、反工程和防篡改等。采用反熔丝结构的FPGA的算法控制芯片YUW01和算法芯片SSP02-A、SIC03智能IC卡、性能优异的主控芯片QL5130以及精心设计的电路板确保系统性能的可靠性，能通过温度、恒定湿热、振动、冲击、碰撞等条件下的检验，符合GB/T 9813-2000标准(《微型计算机通用规范》)。
可操作性：提供WDM驱动程序，支持即插即用(PnP)，动态卸载；安装、使用方便；支持PKCS#7(密码信息封装标准)；提供开放API接口，方便二次开发。
实用性：提供开放接口，支持SSL、SET及其他安全应用，可供VPN、防火墙以及用户级使用。
该实用新型可广泛用于数据安全存储、网络安全通信、电子商务等各种网络安全应用领域。
附图及附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型结构框图。
图2是本实用新型工作流程图。
图中1、具有网卡功能的主控芯片QL5130(主控芯片)，2、算法芯片SSP02-A，3、算法控制芯片YUW01，4、噪声源芯片WNG，5、IC卡读写控制器8051，6、PCI插槽，7、主控CPU。
具体实施方式
从图1、图2中可以看出，一种基于网卡的高速数据加密卡，包括主板(8)，主板(8)上设有具有网卡功能的主控芯片QL5130(1)、算法芯片SSP02-A(2)、噪声源芯片WNG(4)，主板(8)上还设有算法控制芯片YUW01(3)，主板(8)上的主控芯片(1)集成网卡，主控芯片(1)设有PCI接口，通过PCI总线与设备进行数据交换。
数据的加/解密在密码卡中进行；而密钥的分发、存储和管理用IC卡读写控制器8051(5)实现，数字签名和认证过程在IC卡读写控制器8051(5)内部进行，严格保证用户私钥的安全性。
待加密(或解密)数据及相应命令在主控CPU的控制下经PCI插槽(6)，送到具有网卡功能的主控芯片QL5130(1)，具有网卡功能的主控芯片QL5130(1)将数据送到数据缓冲区并判断是否需要加密，如不需加密则经集成网卡将数据送出；如果需加密，则向算法控制芯片YUW01(3)发出相关请求，算法控制芯片YUW01(3)判断用何种算法后，向算法芯片SSP02-A(2)发出请求，算法芯片SSP02-A(2)读取数据缓冲区里的数据和相关会话密钥后，进行加密运算，然后将处理结果发回到数据缓冲区，由具有网卡功能的主控芯片QL5130(1)将数据送出，此加密过程即结束。
解密过程与加密过程基本相同，不同的是给出的命令码是解密命令码，送出的数据是要被解密的数据(密文)，读回的是被解密了的数据(明文)。
算法芯片SSP02-A(2)内含分组密码算法和能处理大量运算的FPGA；算法控制芯片YUW01(3)，一般情况下按照系统初始设定提供算法选择控制，还可根据需要独立完成有关算法的处理；噪声源芯片WNG(4)主要负责产生可靠性很高的真随机数。
本实用新型是以算法处理控制芯片YUW01(3)为核心，算法芯片SSP02-A(2)，PCI主控芯片QL5130(1)、IC卡读写控制器8051(5)和噪声源芯片WNG(4)等元器件构成，构成的可实现数据加/解密功能的插接于计算机PCI总线槽的计算机卡。配合相应的软件、协议，可完成多种数据加/解密任务，可广泛用于数据安全存储、网络安全通信、电子商务等各种网络安全应用领域。
Claims (2)
1、一种基于网卡的高速数据加密卡，包括主板，主板上设有主控芯片、算法芯片、噪声源芯片，其特征是：主板上还设有算法控制芯片，主板上的主控芯片集成网卡，主控芯片设有PCI接口，通过PCI总线与设备进行数据交换。
2、根据权利要求1所述的基于网卡的高速PCI数据加密卡，其特征在于所说的算法控制芯片采用反熔丝FPGA和DSP技术。
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| CN 200520080251 CN2770239Y (zh) | 2005-01-20 | 2005-01-20 | 基于网卡的高速数据加密卡 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107317684A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-11-03 | 浪潮(北京)电子信息产业有限公司 | 一种网络适配器的安全操作方法及系统 |
| CN108134802A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-06-08 | 山东渔翁信息技术股份有限公司 | 一种对数据进行加密或解密的系统及方法 |
| CN109460680A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-03-12 | 天津津航计算技术研究所 | 一种基于pci总线的硬件加解密实现方法及硬件加密板卡 |
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2005
- 2005-01-20 CN CN 200520080251 patent/CN2770239Y/zh not_active Expired - Fee Related
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