PCIE加密卡技術(shù)介紹
近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，整個世界已經(jīng)進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時代，互聯(lián)網(wǎng)的方便快捷，跨越時空的特性給人類社會帶來了巨大的改變，影響到了社會的各個方面。人們開始利用這一便捷的基礎(chǔ)設(shè)施改變傳統(tǒng)商務(wù)活動和辦公模式，進(jìn)行電子商務(wù)、電子政務(wù)、網(wǎng)絡(luò)辦公。當(dāng)前，B2C、B2B等電子商務(wù)活動已經(jīng)相當(dāng)普及，電子報稅、網(wǎng)上審批等電子政務(wù)平臺建設(shè)發(fā)展的如火如荼，互聯(lián)網(wǎng)成為企事業(yè)單位遠(yuǎn)程辦公的理想平臺?；ヂ?lián)網(wǎng)終端也從電腦擴(kuò)展到手機(jī)、平板等移動設(shè)備，并有向智能家居設(shè)備擴(kuò)展的趨勢。然而，由于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的開放性，導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)用戶面臨諸多方面的安全威脅：身份認(rèn)證機(jī)制較弱，合法用戶容易被，無法控制資源的訪問；攻擊者可以在線路上數(shù)據(jù)，甚至篡改數(shù)據(jù)后重新發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上。另外網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用還面臨拒絕服務(wù)，線路、破壞數(shù)據(jù)完整性、機(jī)密性等方面的攻擊。這些安全問題已經(jīng)逐漸成為影響網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。為了解決這些問題，業(yè)界開發(fā)了各種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，以應(yīng)對各種網(wǎng)絡(luò)安全威脅。如PKI(公鑰基礎(chǔ)設(shè)施)，數(shù)據(jù)加密、數(shù)字簽名，虛擬網(wǎng)絡(luò)(VPN)等技術(shù)和產(chǎn)品可以有效的解決遠(yuǎn)程身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)保密問題。對于一些關(guān)鍵行業(yè)，國家要求必須使用硬件加密設(shè)備，密鑰必須保存在硬件載體上，不能出現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)存中，因此密碼卡便應(yīng)運(yùn)而生。目前現(xiàn)有的普通密碼卡的密鑰存儲區(qū)容量都比較小，大多僅為1MB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足現(xiàn)實(shí)所需，并且還存在數(shù)據(jù)傳輸延遲、響應(yīng)速度慢的問題。
PCIE密碼卡
隨著3G、4G高速網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步普及,人們對高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的需求進(jìn)一步增長,在感受到現(xiàn)代社會便捷的同時,其背后的重大隱患——數(shù)據(jù)泄露,也漸漸的浮現(xiàn)到人們的視野當(dāng)中。加密技術(shù)是解決此類問題的重要措施,如今其應(yīng)用范圍已經(jīng)深入到服務(wù)器、大型數(shù)據(jù)交換設(shè)備以及安全服務(wù)平臺等設(shè)備領(lǐng)域。但縱觀國內(nèi)近年來相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,部分研究還停留在效率低下的軟件加密領(lǐng)域,部分研究雖利用了硬件實(shí)現(xiàn),卻存在著工作效率不高的問題,甚至有些設(shè)備直接選擇利用國外的安全芯片完成設(shè)計,存在著敏感信息泄露的嚴(yán)重風(fēng)險。本文調(diào)研了國內(nèi)外新的加密卡技術(shù),將PCI Express總線與對稱加密算法DES和非對稱加密算法RSA密碼技術(shù)相結(jié)合,輔以FPGA硬件作為運(yùn)算加速設(shè)備平臺,成功設(shè)計出基于PCI Express總線的加密系統(tǒng),系統(tǒng)兼顧采用了新一代高速I/O數(shù)據(jù)總線,能夠更好的適應(yīng)設(shè)備升級帶來的的硬件兼容性問題。
PCIE密碼卡技術(shù)
數(shù)字簽名的產(chǎn)生和驗(yàn)證：可以根據(jù)需要利用內(nèi)部存儲的SM2密鑰對或外部導(dǎo)入SM2 私鑰對請求數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字簽名。
數(shù)字信封功能：支持基于SM2 密碼算法的數(shù)字信封功能，并支持由內(nèi)部密鑰保護(hù)到外部密鑰保護(hù)的數(shù)字信封轉(zhuǎn)換功能。
物理隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生：采用物理噪聲源產(chǎn)生器芯片生成隨機(jī)數(shù)。
安全密鑰存儲：采用“設(shè)備保護(hù)密鑰‐ 用戶密鑰（卡內(nèi)SM2密鑰對/KEK） ‐會話密鑰”的三層密鑰保護(hù)結(jié)構(gòu)，保證用戶密鑰及應(yīng)用系統(tǒng)的安全性。保證關(guān)鍵密鑰在任何時候不以明文形式出現(xiàn)在設(shè)備外。
用戶訪問權(quán)限控制：具有用戶管理功能，加強(qiáng)密碼設(shè)備自身的安全性。 基于智能卡的分級使得訪問控制更加安全的。
可靠的密鑰備份機(jī)制：備份恢復(fù)采用安全的門限秘密共享技術(shù)實(shí)現(xiàn)備份密鑰的分割存放，既保證了備份數(shù)據(jù)的安全性，也保證了系統(tǒng)備份的可靠性。
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