[发明专利]一种基于密码卡的数据通信系统及方法

说明书

本发明提出一种基于密码卡的数据通信系统，包括通过PCI‑E接口物理连接的主机和密码卡，所述密码卡包括密码算法运算单元、主处理器单元和DMA控制器，所述主机和所述密码卡之间设置有命令逻辑通道和运算逻辑通道；所述主机，用于采用所述命令逻辑通道，通过空间映射的方式与所述主处理器单元进行管理类数据的交互，以及对所述DMA控制器进行配置；所述主机，还用于采用所述运算逻辑通道，通过所述DMA控制器使用环形队列机制与所述密码算法运算单元进行密码运算类数据的交互。本发明还提供一种基于密码卡的数据通信方法；本发明能够通过命令逻辑通道和运算逻辑通道实现管理类和密码运算类数据的传输，且有效利用DMA、环形队列的方式，提高主机和密码卡之间的数据传输效率。

技术领域

本发明涉及密码卡技术领域，具体涉及一种基于密码卡的数据通信系统及方法。

背景技术

如今网络上信息安全问题逐渐成为人们关注的焦点，而加密技术是解决安全问题的有效手段；加密技术主要有两种,软件加密和硬件加密。软件加密需要计算机的全程参与,具有消耗大量的系统资源、加密速度慢和容易被破解等缺点；而硬件加密具有速度快、保密性强等特点，因此硬件加密被广泛采用。硬件加密基本上采用密码卡的形式，密码卡具有成本低、性能高的特点。

密码卡是为各类安全平台提供加密服务的专用插卡式密码设备。它以应用程序接口的方式为计算机应用系统提供各种安全保密服务、包括数据加密、数字签名、信息完整性验证、身份认证和访问控制等，主要应用于电子政务、电子商务、电子金融等行业。目前，主机与密码卡之间可采用DMA方式进行数据包的传输来实现密码相关处理，然而在实际的数据传输中，主机和密码卡需要传输多个数据包或者传输数据由多部分组成，这些数据存放的地址可能不连续，这样需要多次设置和启动DMA，从而影响整体的传输效率，因此如何有效利用DMA的方式，提高主机和密码卡之间的数据传输效率是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明针对上述问题，有必要提供一种基于密码卡的数据通信系统及方法，能够有效利用DMA的方式，提高主机和密码卡之间的数据传输效率。

本发明第一方面提出一种基于密码卡的数据通信系统，包括通过PCI-E接口物理连接的主机和密码卡，所述密码卡包括密码算法运算单元、主处理器单元和DMA控制器，

所述主机和所述密码卡之间设置有命令逻辑通道和运算逻辑通道；

所述主机，用于采用所述命令逻辑通道，通过空间映射的方式与所述主处理器单元进行管理类数据的交互，以及对所述DMA控制器进行配置；

所述主机，还用于采用所述运算逻辑通道，通过所述DMA控制器使用环形队列机制与所述密码算法运算单元进行密码运算类数据的交互。

进一步的，所述主机的内存中设置有环形发送队列缓冲区和环形接收队列缓冲区，所述DMA控制器中设置有发送控制器和接收控制器，所述发送控制器和所述接收控制器分别与所述密码运算单元连接；

所述接收控制器，用于采用所述运算逻辑通道，以请求数据包的形式从所述环形发送队列缓冲区搬运所述主机的请求报文，并转发至所述密码运算单元，以进行解析和密码运算；

所述发送控制器，用于从所述密码运算单元接收响应报文，并采用所述运算逻辑通道，以响应数据包的形式将所述密码运算单元的响应报文搬运至所述环形接收队列缓冲区，供所述主机解析和读取。

进一步的，所述密码卡的配置空间中设置有BAR寄存器；所述BAR寄存器与所述密码卡的密码算法运算单元的寄存器地址进行空间映射；所述密码算法运算单元的寄存器通过片内总线连接所述主处理器单元和所述DMA控制器；

所述主机，采用所述命令逻辑通道，将其内存中要发送的管理类指令数据和DMA配置数据通过BAR空间映射传输至所述密码卡的密码算法运算单元的寄存器；