[发明专利]一种基于FPGA的硬盘加密、解密系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，特别是涉及一种基于FPGA的硬盘加密、解密系统。

背景技术

随着信息产业的飞速发展，硬盘由于容量大、使用方便，逐渐成为人们存储信息的主要介质，同时也带来了另外一个重大问题——信息安全。对信息加密有两种方式，软件加密和硬件加密。软件加密耗费CPU和内存，且速度慢、安全性不高；硬件加密速度快、安全性高。

专利CN1924835虽然采用了硬件加密的方式，但是密钥生成程序需要在主机上运行，仍然存在软件加密方案的隐患。

专利CN101281503提供了一种完整的硬件加密解决方案，但是其认证方式采用普通的密码认证，安全性能不高；外围电路十分复杂，需要很多芯片才能完成加密功能。

发明内容

本发明主要目的在于提出一种基于FPGA的硬盘加密、解密系统，以解决上述现有技术存在的外围电路复杂，密钥生成方式及认证方式安全性不高的技术问题。

一种基于FPGA的硬盘加密系统，包括FPGA和认证输入模块，所述FPGA包括处理器、密钥解密电路和数据加密电路；

所述认证输入模块用于接收用户的输入认证；

所述处理器用于将所述输入认证与存储的设定认证进行比较，若所述输入认证与所述认证相匹配，则判断所述输入认证通过认证，否则所述密钥解密电路和数据加密电路不工作；

所述密钥解密电路用于，当所述输入认证通过认证后，将存储的密钥进行解密得到明文密钥；

所述数据加密电路用于，当所述输入认证通过认证后，根据所述明文密钥将从计算机获得的数据进行加密，得到加密后的数据存储到硬盘。

优选地，所述FPGA还包括逻辑电路，所述逻辑电路用于将从计算机接收到的数据帧进行检测帧类型，并提取帧内信息，若所述帧内信息是命令，则将所述帧内信息发送给硬盘；若所述帧内信息是数据，则将所述帧内信息发送给所述数据加密电路进行加密。

优选地，所述认证输入模块包括虹膜摄像头、指纹传感器和密码输入装置；

所述FPGA包括虹膜接口、指纹接口和密码输入接口，所述虹膜接口、指纹接口和密码输入接口分别与虹膜摄像头、指纹传感器和密码输入装置连接；

所述虹膜摄像头用于获取用户的虹膜图像，所述处理器用于获取所述虹膜图像并提取虹膜图像特征，将所述虹膜图像特征与存储的虹膜特征模板进行比较，若所述虹膜图像特征与存储的虹膜特征模板相匹配，则判断所述虹膜图像通过认证；其中，所述虹膜特征模板通过如下步骤得到：注册时，所述处理器多次获取用户的虹膜图像，并对获取的多个虹膜图像之间进行自匹配，若通过自匹配则选取所述多个虹膜图像中的一个的虹膜图像特征作为所述虹膜特征模板；

所述指纹传感器用于获取用户的指纹图像，所述处理器用于获取所述指纹图像并提取指纹图像特征，将所述指纹图像特征与存储的指纹特征模板进行比较，若所述指纹图像特征与存储的指纹特征模板相匹配，则判断所述指纹图像通过认证；其中，所述指纹特征模板通过如下步骤得到：注册时，所述处理器多次获取用户的指纹图像，并对获取的多个指纹图像之间进行自匹配，若通过自匹配则选取所述多个指纹图像中的一个的指纹图像特征作为所述指纹特征模板；

所述密码输入装置用于获取密码口令，所述处理器用于将所述密码口令与存储的设定密码口令进行比较，若所述密码口令与设定密码口令相匹配，则判断所述密码口令通过认证；其中，所述设定密码口令通过如下步骤得到：注册时将用户输入的密码口令作为设定密码口令；

若所述认证输入模块没有通过认证，所述硬盘不允许进行读写数据；

所述虹膜图像通过认证，用户可以获得最高的硬盘读写操作权限；

所述指纹图像通过认证，用户可以获得较高的硬盘读写操作权限；

所述密码口令通过认证，用户可以获得最低的硬盘读写操作权限；

所述指纹接口和密码输入接口是分时复用的。

优选地，所述逻辑电路是SATA逻辑电路，还用于将从计算机接收到的数据帧进行解扰、CRC校验、去除起始帧和结束帧。

优选地，所述FPGA通过第一高速串行收发器接收计算机的数据，通过第二高速串行收发器将所述加密后的数据发送到硬盘。

本发明还提供了一种基于FPGA的硬盘解密系统，包括FPGA和认证输入模块，所述FPGA包括处理器、密钥解密电路和数据解密电路；

所述认证输入模块用于接收用户的输入认证；