加解密sataIP的设计 XilinxForums.docVIP

FPGA加密SATA IP设计和应用 (众智科技) 【摘要】：数据存储和保护的需求始终是存在的，涉及国家机密的国防、政府自不必说，企业的商业秘密也是一个巨大的需求，即使是个人也有许多需要加密保护的信息(如：隐私)。如何有效实现对硬盘、光盘、U盘数据加密保护成为一个重要的课题，为此人们设计、发明、制作了很多软硬件产品，本文首先分析了目前常用的硬盘数据加密方法，并在比较各种加密方案的基础上给出了基于FPGA的加解密SATA IP设计方案。本文介绍设计SATA IP相关的基础知识，包括SATA的体系结构。本sata IP已在Xilinx spartan-6系列上实现并产品化，具有低成本优势，且可以根据用户意愿更换加密算法和使用私有的加密算法。本文还论述了加密SATA IP的各种应用前景。 关键词： 串行ATA，SATA IP，FPGA，硬盘加密，私有加密算法，定制加密算法 Design of Encryption SATA IP Based on FPGA LiuYueKai Abstract: With the advent of the information era, the need for data storage and data protection has been becoming more and more urgent, so how to protect the Hard Disk、U Disk、Compact Disc data become an important task. This paper firstly analyzes several common ways of Hard Disk data protection, and then presents the design scheme of Encryption/Decryption SATA IP based on FPGA after comparison. Because of the common use of SATA2.0 interface, this paper then introduces the system structure of SATA2.0 protocol. The sata IP has been achieved and the products on the Xilinx spartan-6 series, they has low cost advantage. This article also discusses the outlook for a variety of applications to encrypt SATA IPs. Key words: SATA, Encryption/Decryption controller, FPGA, SATA IP 第一章、硬盘加密方法比较 2 第二章、SATA2.0协议的体系结构 3 2.1 SATA协议概述 3 2.2 SATA的总体架构 5 2.3 Physical Layer 6 2.4 Link Layer 7 2.5 SATA Frame Information Structure(FIS) 9 2.6 FIS Transfer Protocol Sequence 10 2.7 Transport Layer 12 2.8 Application / Command Layer 15 第三章 高级加密标准AES 17 3.1 概述 17 3.2 算法原理 18 3.3 ECB模式（电子密码本） 20 3.4密码块链接（CBC） 21 3.5密文反馈（CFB） 21 3.6输出反馈（OFB） 22 3.7计数器模式（CTR） 23 第四章 加解密sata IP的设计 24 4.1 总体设计 24 4.2详细设计方案 25 第五章 应用实例 26 5.1 制作加密硬件产品 26 5.2、适用范围： 27 5.3、产品特点： 28 5.4、典型应用 29 1、计算机开机认证 29 2、数据防泄密 29 3、知识产权保护 30 4、刻录高强度必威体育官网网址光盘 30 第一章、硬盘加密方法比较 目前，实现硬盘数据加密的方法有如下几类： 1、软件加密方法 软件加密方法比较常见的有：修改硬盘主引导程序、修改主分区表、编写硬盘驱动程序实现加密功能。操作比较简单，但对于经验丰富的程序员可进行相应的修复，实现硬盘数据的解密。 2、基于密码的硬盘锁 密码硬盘锁是ATA硬盘的标准功能。用户可使用一个特殊命令来设置一个用来访问硬盘的密码。了解BIOS的功能的用户可以设置密码，每次系统启动时，都必须输入正确密码才能访问硬盘。该方法看似有效，但若有人能确定密码，将能