[发明专利]一种多通道安全芯片的并行保密通信方法及其系统

说明书

本发明公开了一种基于多通道安全芯片执行加解密计算的并行保密通信方法及其系统。本发明将保密通信过程的加解密数据流特征与安全芯片各个通道的加解密计算参量进行匹配，生成安全芯片的多通道配置方案；并且，适应实际保密通信过程以及安全芯片运行的时变性，实现安全芯片多通道的动态管理。本发明适应了加解密安全芯片在保密通信中承担加解密运算的过程中，安全芯片多个通道的逻辑运算能力与通信过程中的实时数据传输时变性不匹配的状况；能够根据数据流的特征以及每个通道加解密计算能力，匹配适应性的通道分配方案，并且安全芯片多通道的动态管理。

技术领域

本发明涉及加解密安全芯片技术领域，具体是一种多通道安全芯片的并行保密通信方法及其系统。

背景技术

近几年来，物联网、云计算、人工智能、移动互联网和大数据等新型的应用持续发展，大规模、高实时性要求的移动数据通信需求呈爆炸式增长，对通信系统的传输能力提出了更高的要求。与此同时，新的黑客技术、更先进的电子窃听和信息截获篡改等技术的出现，使得信息的安全性受到很大的威胁。因此，数据传输能力和安全性两方面兼顾已逐渐成为通信系统设计必须考虑的因素。

采用专门安全芯片架构的通信系统是面向上述大规模、高实时性、高安全性要求的数据传输的一个解决方案。其利用专门的安全芯片提供硬件逻辑运算能力，实现数据的加解密计算。其中，为了增加通信系统的并行处理能力，改进数据传输的实时性，安全芯片可以构造多个通道，并行执行加解密计算。并且，利用主控芯片实现对各个通道的资源配置，以及对各个通道执行加解密计算的动态分配和切换。

目前，现有技术中主控芯片根据加解密计算的数据量，确定启用的通道数，并且由启用的各个通道并行生成加解密计算的密钥数据流，并且各个通道轮流获取待加解密的初始数据流，将密钥数据流与初始数据流执行异或运算，获得加密数据流或者解密数据流。

现有技术中，单位时间周期内密钥数据流的生成量是由各个通道的逻辑运算能力决定的，受到散热、资源配置等因素的制约，具有一定的波动；而单位时间周期内初始数据流的获取量是由通信过程中的实时数据传输决定的，受到通信负荷、带宽、信道质量等因素影响，存在一定的时变性；因此，密钥数据流和初始数据流之间往往存在不匹配的问题。现有技术中主控芯片往往只能根据测算或者预估的初始数据流的总数据量设定启用的通道数，并且按照每个通道理论的加解密计算能力配置存储空间等配套资源，对于以上不匹配的状况产生后缺乏有效的应对办法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于多通道安全芯片执行加解密计算的并行保密通信方法及其系统。本发明将保密通信过程的加解密数据流特征与安全芯片各个通道的加解密计算参量进行匹配，生成安全芯片的多通道配置方案；并且，适应实际保密通信过程以及安全芯片运行的时变性，实现安全芯片多通道的动态管理。

本发明实施例提供一种多通道安全芯片的并行保密通信系统，其特征在于，包括：数据收发端口、数据堆栈、主控芯片、多通道安全芯片；

所述数据收发端口用于在本系统执行保密通信过程中进行数据的通信发送和接收；

所述数据堆栈用于缓存所述数据收发端口发送和接收的数据流；

所述主控芯片对于数据堆栈中的加解密数据流，分析加解密数据流特征，并且根据该加解密数据流特征确定多通道安全芯片启用的通道数量；还评估所启用的各个通道的加解密计算参量，将加解密数据流特征与各个通道的加解密计算参量进行匹配，生成安全芯片的多通道配置方案；并且，用于对数据堆栈中的需要加解密处理的数据流，指令所述多通道安全芯片启用多个通道，多个通道并行读取数据堆栈中的数据流的数据帧单元并执行加密或者解密运算；

多通道安全芯片的每个通道对于获取的数据流的每个数据帧单元，执行加解密运算。

优选的是，主控芯片对于加解密数据流的特征分析包括：对数据堆栈中该数据流的数据帧单元的帧单元特征分析；以及根据该数据流对应的数据帧单元在数据堆栈中的缓存变化状况，对该数据流的传输特征分析。