高可靠FPGA通信系統(tǒng)(08-100)

　　1.3 支撐硬件選擇

　　鑒于AES加密算法的特點(diǎn)以及算法的抗攻擊性能，因此，本文選用其作為加密應(yīng)用技術(shù)。加密算法可以通過軟硬件實(shí)現(xiàn)，由于算法本身的靈活性，效率高，用軟件實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單、方便，但同時(shí)也帶來一些問題，使算法的速度、安全性等都在某種程度上受到了影響。AES算法的硬件實(shí)現(xiàn)不僅具有快的速度而且占用的資源也將減少。因此，AES加密算法硬件實(shí)現(xiàn)能夠提供更快的速度和安全性。

　　XILINX作為全球領(lǐng)先的FPGA提供商，其生產(chǎn)的Spartan系列FPGA具有高性價(jià)比，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的嵌入式處理平臺(tái)，支持商用串行(SPI)和并行(BPI)Flash 存儲(chǔ)器與平臺(tái) Flash，每秒高達(dá) 91 億次的乘累加(MAC)運(yùn)算，因此采用Spartan系列FPGA作為AES加密算法實(shí)現(xiàn)的硬件載體。因此，基于Spartan-3e平臺(tái)能夠很好的構(gòu)建一個(gè)SOC系統(tǒng)。

　　1.4 支撐硬件選擇

　　本系統(tǒng)主要的目標(biāo)在于“針對(duì)ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，端到端控制過程中存在的安全隱患和信息邪路問題，自主設(shè)計(jì)了一套基于FPGA平臺(tái)的高可靠通信系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要由三部分組成：ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器端，客戶端。如圖1.1所示。

　　服務(wù)器端采用XILINX公司的Spartan-3e開發(fā)平臺(tái)，在該平臺(tái)上構(gòu)建基于MicrBlaze處理器和Xilkernel操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)。當(dāng)服務(wù)器端收到經(jīng)過AES加密的請(qǐng)求IP數(shù)據(jù)包時(shí)，在服務(wù)器端，信息需要經(jīng)過AES解密處理，根據(jù)解密后信息分析并提取請(qǐng)求方的ID信息和IP信息，客戶端的ID信息是唯一的授權(quán)證號(hào)。

　　客戶端同樣采用XILINX公司的Spartan-3e開發(fā)平臺(tái)，但該系統(tǒng)中只需要定制AES加解密IP、鍵盤IP、LCD IP并添加EDK中自帶的網(wǎng)絡(luò)控制器IP?？蛻舳俗鳛檎麄€(gè)系統(tǒng)的控制中心，當(dāng)需要采集信息時(shí)，客戶端通過鍵盤把自己的授權(quán)ID信息經(jīng)md5加密后形成自己的加密ID，指令信息和加密ID信息經(jīng)過AES加密后發(fā)送至服務(wù)器端，當(dāng)服務(wù)器端響應(yīng)其請(qǐng)求后，視其身份權(quán)限做出相應(yīng)處理。