[发明专利]基于FPGA的Rijndael‑ECC加密系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种加密系统，尤其是一种基于FPGA的Rijndael-ECC加密系统，属于数据加密的技术领域。

背景技术

物联网的广泛使用带来了诸多类型的安全威胁，随着片上系统(SoC)和低功耗嵌入式技术的飞速发展，使得物联网广泛应用于国防军事、生物医疗、城市交通、国际反恐等诸多需严格保障信息安全的领域，因此，如何为物联网络提供更可靠的安全保障已经成为研究的热点。

现代社会所关注的加密技术不单单是简单的数据加密，而是以数据为基础的底层通信安全。对称加密算法以其高效率的处理手段引领数据安全领域；公钥加密算法以其独有的密钥管理方式笑傲群雄，本着物尽其用的目的，将两者截然不同却优势互补的算法结合起来进行研究有着非常重要的理论与应用价值。而FPGA在密码领域具有安全性高、高速、低功耗等这些关键因素，因此，如何将上述结合，以满足加密的需要是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于FPGA的Rijndael-ECC加密系统，其能实现快速的数字签名生成和认证速度，满足物联网对于稳定性、功耗以及处理速度的要求，提高数据传输的安全性。

按照本发明提供的技术方案，所述基于FPGA的Rijndael-ECC加密系统，包括数据单元以及与所述数据单元连接的Rijndael加密单元，所述Rijndael加密单元接收数据单元传输的待加密数据，并利用Rijndael加密方法加密得到数据密文以及与所述数据密文适配的数据密钥，Rijndael加密单元能将产生的数据密文传输至数据包处理单元，并将数据密钥传输至ECC加密单元；

ECC加密单元接收数据密钥，并利用ECC加密方法加密得到密钥密文，且将得到的密钥密文传输至数据包处理单元内；数据包处理单元将接收的数据密文、密钥密文封装成所需的数据包，并将封装后的数据包通过数据包发送器向外发送传输。

还包括数字签名单元，所述数字签名单元包括与数据单元连接的数据摘要单元以及与所述数据摘要单元连接的ECDSA签名单元，数据摘要单元接收数据单元传输的待加密数据，并得到所述待加密数据的数据摘要，且将所述数据摘要传输至ECDSA签名单元；

ECDSA签名单元对数据摘要利用ECDSA签名方法进行数字签名，以得到数字签名数据体，并将所述数字签名数据体传输至Rijndael加密单元内；Rijndael加密单元利用Rijndael加密方法对数字签名数据体进行加密，以得到签名密文，Rijndael加密单元将签名密文传输至数据包处理单元内；数据包处理单元将接收的数据密文、密钥密文以及签名密文封装成所需的数据包，并将封装后的数据包通过数据包发送器向外发送传输。

所述数据摘要单元对待加密的数据采用MD5方法得到数据摘要。

所述Rijndael加密单元包括数据输入寄存器以及与所述数据输入寄存器连接的密钥扩展单元、轮加密单元以及Rijndael加密控制单元，所述密钥扩展单元还与密钥缓存器连接，Rijndael加密控制单元与密钥扩展单元、轮加密单元的控制端连接，轮加密单元与Rijndael加密输出寄存器连接。

所述ECC加密单元包括数据存储寄存器，所述数据存储寄存器与公钥私钥产生逻辑单元以及ECC加密控制单元连接，所述公钥私钥产生逻辑单元产生的公钥Q以及私钥K，所述公钥Q、私钥K分别经过模乘单元、模加单元以及模逆单元进行运算，以得到密钥密文，所述密钥密文通过ECC加密输出寄存器输出，ECC加密控制单元与模乘单元、模加单元以及模逆单元的控制端连接。

所述Rijndael加密单元通过数据密文传输单元与数据包处理单元连接，并通过密钥扩展传输单元与ECC加密单元连接，ECC加密单元通过密钥密文传输单元与数据包处理单元连接。

所述ECDSA签名单元通过数字签名传输单元与Rijndael加密单元连接，Rijndael加密单元通过签名密文传输单元与数据包处理单元连接。