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基于SRAM工藝FPGA的加密方法介紹
作者：
時(shí)間：2012-05-02
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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系統加電時(shí)，單片機將ASET置為低電平，經(jīng)過(guò)一個(gè)非門(mén)，變成高電平使移位寄存器處于置位狀態(tài)。在配置完成后，單片機將ASET信號置為高電平，經(jīng)非門(mén)使移位寄存器正常工作。利用移位寄存器電路產(chǎn)生偽隨機碼的電路非常簡(jiǎn)單，反饋邏輯也便于修改。
5 單片機驗證偽碼的程序
在位尋址區（20H～2FH）定義了字節變量WORD1、WORD2、WORD3、WORD4、WORD5，用來(lái)存儲移位寄存器的40個(gè)狀態(tài)。其中Q0對應WORD1.0，Q1對應WORD1.1……Q39對應WORD5.7。同時(shí)，在位尋址區定義了WORD6、WORD7、WORD8、WORD9，用來(lái)進(jìn)行后面的反饋邏輯計算。單片機一上電，首先將ASET腳清零，同時(shí)，也將PNMA腳清零，將初值55H作為移位寄存器的初始狀態(tài)，接著(zhù)完成FPGA的上電配置工作。配置完成后，單片機檢測來(lái)自FPGA的外部中斷CONFDONE。如果配置完成，CONFDONE為高電；否則，為低電平。在檢測到CONFDONE為高電平，即配置完成后，單片機將ASET腳置為1，使能FPGA內的偽碼發(fā)生電路工作，單片機產(chǎn)生偽隨機碼的流程。配置完成后，首先將Q0輸出到PNMA引腳，接著(zhù)計算反饋邏輯輸入，將參與反饋運算的幾個(gè)狀態(tài)運算結果存在中間變量MID_VARY中。然后，對各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行右移，為了提高運算效率，使用了帶進(jìn)位C的字節循環(huán)右移指令。移位完成后，將MID_VARY存入Q39，再將新的Q0輸出到PNMA引腳，程序循環(huán)執行產(chǎn)生偽隨機碼。
單片機核心源程序如下：
CLR ASET；單片機上電后將ASET位清0
CLR PNMA
MOV WORD1，#55h
MOV WORD2，#0
MOV WORD3，#0
MOV WORD4，#0
MOV WORD5，#0；將55H作為移位寄存器的初值PEIZHI：
……；進(jìn)行FPGA的配置工作
JB CONFDONE，PNPRODUCE；根據CONFDONE判斷配置是否完成
LJMP PEIZHI；否則繼續配置
PNPRODUCE：SETB ASET；配置完成后，將ASET腳置1
XMQLOOP：MOV C，Q0
MOV PNMA，C；將Q0輸出到PNMA引腳，作為PN碼
MOV C，Q0
MOV WORD6.0，C；用WORD6單元的0位來(lái)存Q0的狀態(tài)
MOV C，Q2
MOV WORD7.0，C；用WORD7單元的0位來(lái)存Q2的狀態(tài)
; MOV C，Q21
MOV WORD8.0，C；用WORD8單元的0位來(lái)存Q21的狀態(tài)
MOV C，Q23
MOV WORD9.0，C；用WORD9單元的0位來(lái)存Q23的狀態(tài)
MOV ACC，WORD6
XRL A，WORD7
XRL A，WORD8
XRL A，WORD9；通過(guò)異或指令，計算反饋邏輯
MOV C，ACC.0；反饋邏輯為Qin=Q0；
XOR Q2 XOR Q21 XOR Q23
MOV MID_VARY，C；將運算后的狀態(tài)存到MID_VARY中右移運算
MOV ACC，WORD1
RRC A；移位Q7～Q0
MOV WORD1，A；移位后，保存到WORD1單元中
MOV ACC，WORD2
RRC A；移位Q15～Q8
MOV WORD2，A；移位后，保存到WORD2單元中
MOV Q7，C；將Q8的值賦到Q7
MOV ACC，WORD3
RRC A；移位Q23～Q16
MOV WORD3，A；移位后，保存到WORD3單元中
MOV Q15，C；將Q16的值賦到Q15
MOV ACC，WORD4
RRC A；移位Q31～Q24
MOV WORD4，A；移位后，保存到WORD4單元中
MOV Q23，C；將Q24的值賦到Q23
MOV ACC，WORD5
RRC A；移位Q39～Q32
MOV WORD5，A；移位后，保存到WORD5單元中
MOV Q31，C；將Q32的值賦到Q31
MOV C，MID_VARY；將前面反
饋計算的值賦給Q39
MOV Q39，C
LJMP XMALOOP??；繼續產(chǎn)生下一代PN碼元
6 其它加密方法介紹及比較
對SRAM工藝的FPGA進(jìn)行加密，除了可以利用單片機實(shí)現外，還可以用E2PROM工藝的CPLD實(shí)現。與用單片機實(shí)現相比，利用CPLD的優(yōu)點(diǎn)在于可實(shí)現高速偽碼，但要在硬件電路中增加一塊CPLD芯片，使整個(gè)硬件電路復雜化，增加了成本。本文提供的加密方法考慮到配置完成后單片機處于空閑狀態(tài)，此時(shí)利用單片機進(jìn)行加密，不需要增加任何電路成本，使得整個(gè)系統硬件結構十分簡(jiǎn)潔。本文提出采用長(cháng)偽隨機碼來(lái)實(shí)現加密。如果采用其它的算法產(chǎn)生驗證信息，并增加單片機與FPGA工作時(shí)信息實(shí)時(shí)交互，使得獲取驗證信息的難度足夠大，也可以達到類(lèi)似的加密效果。 本文引用地址：
http://dyxdggzs.com/article/155043.htm
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