[发明专利]一种高性能密码卡以及其通信方法

说明书

本发明提出一种集成度高的高性能密码卡，包括密码集成芯片、随机源模块、FLASH芯片、PCI‑E接口和智能密码钥匙，密码集成芯片内部集成有主处理器单元、密码算法运算单元、外设接口单元、BAR寄存器和DMA控制器；所述密码集成芯片内还设置有BAR寄存器和DMA控制器；所述BAR寄存器还通过所述命令逻辑通道连接外部主机，接收外部主机下发的管理类指令数据、重构密码算子和DMA配置数据并存储至所述密码算法运算单元的寄存器；所述DMA控制器通过所述运算逻辑通道连接外部主机，通过片内总线连接所述非对称算法运算单元和所述可重构对称摘要算法运算单元，接收外部主机下发的密码运算类数据并转发至所述非对称算法运算单元或所述可重构对称摘要算法运算单元。

技术领域

本发明涉及高性能密码卡技术领域，具体涉及一种高性能密码卡及其通信方法。

背景技术

随着物联网、大数据、云计算等新生技术的兴起，人们对网络环境和网络信息资源的依赖程度日益加深。计算机网络已经成为当今信息化社会发展的重要保障，网络信息安全关系到国家主权的安全、社会的稳定，关系到公私财物和个人隐私的安全，正是由于网络信息安全问题的存在，所以大量网络中存储和传输的重要数据需要得到有效的保护。

为了保证特殊数据或行业的数据安全，网络数据需要采取加密方式进行传输。一般承担数据加密任务的主要是设备中集成的密码卡。目前，密码卡作为一种硬件加密方法能够提高加解密的处理速度的加密方式，已经被广泛应用。现有的密码卡多由ARM处理器、FPGA芯片、密码算法芯片、存储器等多个芯片组成，会导致高性能密码卡的复杂度高、成本高等。

并且目前，密码卡与主机与之间采用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，主机和高性能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；此外，数据传输过程中通常构造的数据包直接是数据，大量的数据构造数据包会导致效率变低，因此如何降低高性能密码卡的成本，提高主机和高性能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，有必要提供一种高性能密码卡，其具备集成度高、成本低的优点；同时提供一种用于高性能密码卡的数据通信方法，能够有效利用DMA的方式，提高主机和高性能密码卡之间的数据传输效率。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种高性能密码卡，包括密码集成芯片、随机源模块、FLASH芯片、PCI-E接口和智能密码钥匙，所述PCI-E接口包括命令逻辑通道和运算逻辑通道，用于实现所述高性能密码卡与外部主机之间的通信连接；所述FLASH芯片用于密钥和用户数据的管理和存储；所述随机源模块用于生成随机数序列；

所述密码集成芯片内部集成有主处理器单元、密码算法运算单元、外设接口单元、BAR寄存器和DMA控制器；所述主处理器单元，用于实现管理业务；所述密码算法运算单元包括非对称算法运算单元、多个可重构对称摘要算法运算单元和寄存器，所述非对称算法运算单元，用于采用非对称算法进行加解密计算；所述可重构对称摘要算法运算单元，用于实现对称密码算法和摘要算法；所述外设接口单元包括UART接口，所述UART接口分别连接所述主处理器单元和所述智能密码钥匙，用于实现身份认证；

所述BAR寄存器与所述密码算法运算单元的寄存器地址进行空间映射，所述BAR寄存器还通过所述命令逻辑通道连接外部主机，接收外部主机下发的管理类指令数据、重构密码算子和DMA配置数据并存储至所述密码算法运算单元的寄存器，以及将所述密码算法运算单元的寄存器内存储的执行结果、重构结果或配置结果返回给外部主机；