[实用新型]基于FPGA的网络密码机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于FPGA（现场可编程逻辑门阵列）的网络密码机，属于计算机应用技术领域。

背景技术

随着网络技术，特别是互联网技术在我国的迅速推广和普及，各种网络应用在我国迅猛发展。但是非法入侵、诈骗事件严重影响了网络信息安全。

密码技术是信息安全的基础技术，网络密码机是密码技术安全应用的基础和信息化安全的核心。随着我国信息化产业高速全面的发展，作为信息安全核心基础的网络密码机，广泛应用于电子商务、电子政务、网上银行、网上证券交易及国民经济的各个领域（包括国家政务通、警务通等重要领域）。

现有的网络密码机主要是基于PC机上完成的，导致其发展有相应的局限性，如果需要提高速度和性能，必须花费更多时间优化代码算法和依赖PC机的性能来提高，而这个又导致它们的实现处于不可预期的等待中，而往往PC机的提升速度总是满足不了要求。

发明内容

本实用新型的目的在于弥补现有技术的局限性，提供一种基于FPGA的网络密码机，保证实现对各种规模企业和政府机构提供相应的网络数据加密、解密的同时，也使得网络处理能力比普通网络密码机高20%到30%。

按照本实用新型提供的技术方案，所述的基于FPGA的网络密码机包括密码主机，密码主机连接有输入设备和输出设备，所述密码主机包括：CPU和与CPU连接的网络接口、存储模块、运算模块和FPGA加速卡，所述FPGA加速卡通过PCI接口与CPU相连。所述密码主机安装于2U机箱中。输入设备一般采用外接键盘模块。输出设备一般为显示屏模块。

所述FPGA加速卡包括：PCI总线接口模块、FPGA核心运算模块、应用程序存储模块、临时变量存储模块、接口逻辑模块，所述FPGA核心运算模块分别与应用程序存储模块、临时变量存储模块和接口逻辑模块相连，所述接口逻辑模块与PCI总线接口模块相连。所述应用程序存储模块为FLASH存储芯片。临时变量存储模块为DD2芯片。接口逻辑模块为CPLD可编程逻辑芯片。

本实用新型的优点在于：使用FPGA高性能加速卡，利用PCI总线传输技术，解决了传统的速度慢的问题，大大提高了运算速度和执行速度。

附图说明

图1是本实用新型基于FPGA的密码机的结构图。

图2是FPGA加速卡结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括密码主机，以及在Linux操作系统下的驱动和密码工作软件部分。所述密码主机连接有输入设备和输出设备，所述密码主机包括：CPU和与CPU连接的网络接口、存储模块、运算模块和FPGA加速卡，所述FPGA加速卡通过PCI接口与CPU相连。所述密码主机安装于2U机箱中。输入设备一般采用外接键盘模块。输出设备一般为显示屏模块。

本实用新型使用了如图2所示结构的FPGA加速卡，其包括：以PCI9056为核心的PCI总线接口模块1，以EP3C120F484 FPGA（现场可编程逻辑门阵列）为核心运算模块2，以PC28F640P30B85（FLASH存储芯片）为应用程序存储模块5和以MT47H64M16HR-3（DD2芯片）为临时变量存储模块3，EPM2210F256（CPLD可编程逻辑芯片）接口逻辑模块4；FPGA核心运算模块2分别与应用程序存储模块5、临时变量存储模块3和接口逻辑模块4相连，所述接口逻辑模块4与PCI总线接口模块1相连。由PCI总线接口模块1、FPGA核心运算模块2、临时变量存储模块3、接口逻辑模块4和应用程序存储模块5构成一块整体硬件插在计算机CPU的PCI插槽，在Linux操作系统下的驱动和应用软件的控制下，实现高速运算。这样的优点在于，传输速度快，功能和扩展性强，可编程性强，可以根据不同的应用，设计相应的应用软件实现不同的运算功能，方便应用在其他领域。

本实用新型使用的是B/S (浏览器/服务器)结构，输入设备一般为外接普通键盘，输出设备一般为显示器，FPGA加速卡就插入在密码主机中，一起封装于2U机箱中。输入设备主要用于密码机各种管理参数及配置所需内容。输出设备主要显示密码机的管理信息、配置功能菜单及密码机各种状态信息。

以下描述所述基于FPGA的网络密码机的工作过程：

（1）通过CPU上层软件设置好需要传送待加密或解密的数据包，设置FPGA的相关命令；

（2）启动数据传输，将数据包通过PCI总线依次传入FPGA的存储模块；

（3）待数据包传输完成后，FPGA设置相关进程，启动状态机，之后数据传给FPGA加速卡；