[发明专利]一种光传送网安全切片净荷加密FPGA的设计方法

说明书

本发明公开了一种光传送网安全切片净荷加密FPGA的设计方法，属于光通信技术领域。其通过将基于高级加密标准在灵活分组增强分组传送网中进行FPGA的实现，根据需要动态调谐切片通道的颗粒度信息，通过连续加密包的加密开销与加密消息的相关性进行FPGA的设计。在FPGA设备中实现的OTN结构处理器，该OTN是基于光业务单元的OTN(OSSD‑OTN)面向传统OTN技术的技术短板做出的改进，实现2M‑100Gbps不同颗粒度业务承载。并且，在OSSD‑OTN中实现对称加密和认证机制，并将OTN信号沿路径传输到骨干光网络中。本发明的加密机制解决了基于切片OTN通信链路中光通道信息安全的重要问题，满足未来光网络对安全性能越来越迫切的需求。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体来说，涉及一种光传送网安全切片净荷加密FPGA的设计方法。

背景技术

随着日益增长的互联网视频和移动数据服务需求，对光网络的传输能力的要求日益扩大，迫切需要下一代100G光传送网络(OTN)的解决方案。OTN遭遇窃听或攻击时，数据破坏，从而使得合法方在不知情的情况下，入侵者通过窃听双向通信信道的一条或多条线路来探测数据。另一方面，在OTN系统中，由于入侵者可以在通信链路中恶意插入再生器模块探测流量，且只要入侵者正确地更新了BIP-8(位交错奇偶校验-纯错误检测方案)的值，则可修改信息内容。数据终端设备将不会发现任何OTN帧载荷的修改。此外，基于光业务单元(OSU)的OTN(OSSD-OTN)是针对传统OTN技术的技术短板做出的改进，改变了传统OTN采用时隙划分帧结构的特性，采用更加灵活的净荷块划分方式，可以实现2M-100Gbps不同颗粒度业务承载。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种光传送网安全切片净荷加密FPGA的设计方法。本发明支持2M～100Gbps速率客户业务的高效承载，解决了OTN通信链路中信息安全的重要问题，使得OTN根据实际网络的需求进行选择性的加密/解密，通过简单易实现的算法实现了切片加密与切片非加密的协同管理。

本发明的技术方案是这样实现的，

一种光传送网安全切片净荷加密FPGA的设计方法，通过将基于高级加密标准在灵活分组增强分组传送网中进行FPGA的实现，根据需要动态调谐切片通道的颗粒度信息，通过连续加密包的加密开销与加密消息的相关性进行FPGA的设计，具体包括以下过程：

光传送网的节点A和B之间存在一个安全通道，两个终端通过安全通道交换它们的密钥；

根据需求使用相同的密码密钥对消息进行加密和解密；

将高级加密标准的加密算法加载在基于光传送网的帧架构的OSU的净荷中；

基于光传送网的帧架构包括光信道传输单元开销、光路数据单元开销、光路净荷开销和帧定位信号，通过基于光传送网的帧架构，实现不同颗粒度业务的OTN承载；

基于FPGA的100Gbit/s OTN加密框图包含了包含用户侧接口和线路侧接口两个方向的收发机以及发射机和接收机处理器；

基于FPGA的100Gbit/s OTN加密框图的用户侧接口和线路侧接口两个方向的收发机的端口的数目取决于高速的串行业务流进行并行化的处理；

基于FPGA的100Gbit/s OTN加密框图发射机处理部分包括：来自客户端640位接口的数据首先由光传输层IP块处理、之后进行FEC译码器、帧接收机、放置FIFO缓存中，恢复的数据由发端处理器进行OSU的块操作，用于加密；之后成帧发送、FEC编码以及经过OTL的编码器，最后在线路端接口输出；

基于FPGA的100Gbit/s OTN加密框图接收机处理部分包括来自线路侧接口的数据首先由光传输层IP块处理、之后进行FEC译码器、帧接收机、放置FIFO缓存中，恢复的数据由收端处理器进行OSU的块操作，用于解密；之后成帧发送、FEC编码以及经过OTL的编码器，最后在用户端接口输出。