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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于FPGA的高速數(shù)據(jù)傳輸及硬件加密系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 為了保護(hù)個(gè)人隱私、企事業(yè)單位商業(yè)機(jī)密、政府機(jī)關(guān)檔案資料及軍事信息等，本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)一種硬件加密外接設(shè)備， 基于FPGA技術(shù)，采用物理認(rèn)證及硬件實(shí)現(xiàn) DES 加密算法，實(shí)現(xiàn)USB 2.0高速數(shù)據(jù)傳輸和硬件加解密，測試速度最高達(dá)38.4M/s，且一般可穩(wěn)定在10M/s級。經(jīng)此設(shè)備加密后，除非持有加密密鑰，否則將無法破解其中數(shù)據(jù)信息。安全可靠，高效便攜！
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品由FPGA處理模塊，USB數(shù)據(jù)傳輸模塊，MCU控制模塊組成，是以FPGA（EP2C35F484C8）為核心，實(shí)現(xiàn)DES加密算法，并兼有USB和MCU控制的外接加密系統(tǒng)。加解密過程操作簡單，并配有液晶顯示提示循序進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)可視化操作。 此作品可通過USB數(shù)據(jù)線連接PC機(jī)，利用上位機(jī)軟件選擇 待加、解密數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)信息處理速度高達(dá)10Mb/s級，相對于軟件加密等有著質(zhì)的飛躍，針對海量數(shù)據(jù)亦可在短時(shí)間內(nèi)完成加解密，具有高效、便攜、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。 如果存儲設(shè)備丟失或被盜，加密后的信息在無解密密匙的情況下幾乎無法破解，從而保證了個(gè)人隱私、商業(yè)機(jī)密、甚至政府軍隊(duì)信息等的安全。而且對于密鑰持有者來說，每個(gè)加密系統(tǒng)均可對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密處理，更加便捷，人性化。 如果進(jìn)一步將其集成化、模塊化，可做成像手機(jī)大小的便攜式電子產(chǎn)品，功能強(qiáng)大，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，市場前景無限。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的和思路： 本系統(tǒng)主要基于FPGA技術(shù)、DES加密算法、CY7C68013 USB2.0數(shù)據(jù)傳輸和MCU控制等實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)中采用Altera公司的高配置FPGA芯片EP2C35F484C8，實(shí)現(xiàn)DES算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密處理；Cypress公司的EZ-USB CY7C68013控制芯片實(shí)現(xiàn)USB2.0數(shù)據(jù)傳輸，MCU及其外圍設(shè)備控制ID驗(yàn)證及液晶顯示。 創(chuàng)新點(diǎn)和技術(shù)關(guān)鍵： 1、本作品實(shí)現(xiàn)DES算法的硬件加密，加密強(qiáng)度、可靠性都遠(yuǎn)高于軟件加密，而且數(shù)據(jù)處理更快，可達(dá)10M/s級，在此有了成功的飛躍。 2、DES算法從1977年公布到現(xiàn)在已有30多年的歷史，發(fā)展相當(dāng)成熟，是目前使用最為廣泛的加密算法。它的安全性非常高，加密強(qiáng)度大，運(yùn)算速度快，在常規(guī)環(huán)境下幾乎無法破解，符合廣大用戶對信息安全的要求； 3、FPGA實(shí)現(xiàn)DES算法和USB2.0控制，整體性能強(qiáng)大，數(shù)據(jù)處理速度快，能夠匹配USB2.0的一般傳輸速度，執(zhí)行狀態(tài)配有同步液晶顯示，簡單易行； 4、本項(xiàng)硬件加密系統(tǒng)屬于電腦外接設(shè)備，與PC機(jī)連接成功后可對數(shù)據(jù)進(jìn)行DES加解密處理，經(jīng)此加密之后的存儲器即使丟失或被盜，數(shù)據(jù)信息外人無法讀出，即可將已加密信息存入普通存儲設(shè)備，或者利用網(wǎng)絡(luò)等途徑都能做到安全的傳送信息。而且對于密鑰持有者來說，每個(gè)加密系統(tǒng)均可對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密處理，同時(shí)也大大降低了信息安全的成本。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、DES算法從1977年公布到現(xiàn)在已有30多年的歷史，發(fā)展相當(dāng)成熟，是目前使用最為廣泛的加密算法。它的安全性非常高，加密強(qiáng)度大，運(yùn)算速度快，在常規(guī)環(huán)境下幾乎無法破解，符合廣大用戶對信息安全的要求； 2、FPGA實(shí)現(xiàn)DES算法和USB2.0控制，整體性能強(qiáng)大，數(shù)據(jù)處理速度快，能夠匹配USB2.0的一般傳輸速度，執(zhí)行狀態(tài)配有同步液晶顯示，簡單易行； 3、核心模塊結(jié)合外圍控制及顯示，構(gòu)成一個(gè)小型加密系統(tǒng)，可以進(jìn)一步向集成化、模塊化發(fā)展，做成像手機(jī)大小的便攜式電子產(chǎn)品。 4、本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)DES算法硬件加密，與以往的軟件加密相比，安全性更高，而且數(shù)據(jù)處理更快，可達(dá)10M/s級，在此有了成功的飛躍。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011年04月，獲東北大學(xué)秦皇島分?！皷|軟杯”科技發(fā)明制作B類二等獎
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示、圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 作品簡介： 硬件加密設(shè)備通過USB2.0接口與PC機(jī)連接，通過上位機(jī)軟件選擇待加解密信息，數(shù)據(jù)傳輸至FPGA模塊進(jìn)行加解密處理，完成后返回。本外設(shè)加解密速度快，硬件成本低。 市場前景： 在安全性和處理速度方面，硬件加密較于軟件加密有著無法比擬的優(yōu)越性；本項(xiàng)硬件加密系統(tǒng)屬于電腦外接設(shè)備，與PC機(jī)連接成功后可對數(shù)據(jù)進(jìn)行DES加解密處理，經(jīng)此加密之后的存儲器即使丟失或被盜，數(shù)據(jù)信息外人無法讀出，即可將已加密信息存入普通存儲設(shè)備，或者利用網(wǎng)絡(luò)等途徑都能做到安全的傳送信息。而且對于密鑰持有者來說，每個(gè)加密系統(tǒng)均可對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密處理，更加安全可靠，高效便攜！ 適用領(lǐng)域： 適用于保護(hù)個(gè)人隱私、企事業(yè)團(tuán)體的商業(yè)機(jī)密、政府機(jī)關(guān)的檔案資料、甚至軍隊(duì)等信息安全領(lǐng)域，能夠做到數(shù)據(jù)安全地被訪問、存儲和轉(zhuǎn)移。
同類課題研究水平概述
- 目前廣泛應(yīng)用的是軟件加密，一些公司也常采用此方式來保護(hù)重要數(shù)據(jù)，這樣做雖然能起到一定的保護(hù)作用，但軟件加密占用大量系統(tǒng)資源，信息處理速度較慢，并且容易被專業(yè)人士破解。 在信息安全領(lǐng)域，硬件加密比軟件加密更加安全可靠。國外的硬件加密技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，大多采用特制加密芯片，同時(shí)搭配便攜式保密鑰匙，與硬盤一一對應(yīng)，加密強(qiáng)度很高。在國內(nèi)，這方面的研究起步不較晚，雖然現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了一些硬件加密U盤和移動硬盤等，但大多是引進(jìn)國外的加密芯片，且專盤專用，造價(jià)不菲。
