基本信息
- 项目名称：
- 基于FPGA的高速数据传输及硬件加密系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 为了保护个人隐私、企事业单位商业机密、政府机关档案资料及军事信息等，本项目所设计一种硬件加密外接设备， 基于FPGA技术，采用物理认证及硬件实现 DES 加密算法，实现USB 2.0高速数据传输和硬件加解密，测试速度最高达38.4M/s，且一般可稳定在10M/s级。经此设备加密后，除非持有加密密钥，否则将无法破解其中数据信息。安全可靠，高效便携！
- 详细介绍：
- 本作品由FPGA处理模块，USB数据传输模块，MCU控制模块组成，是以FPGA（EP2C35F484C8）为核心，实现DES加密算法，并兼有USB和MCU控制的外接加密系统。加解密过程操作简单，并配有液晶显示提示循序进行，实现可视化操作。 此作品可通过USB数据线连接PC机，利用上位机软件选择 待加、解密数据。本设计信息处理速度高达10Mb/s级，相对于软件加密等有着质的飞跃，针对海量数据亦可在短时间内完成加解密，具有高效、便携、应用广泛等特点。 如果存储设备丢失或被盗，加密后的信息在无解密密匙的情况下几乎无法破解，从而保证了个人隐私、商业机密、甚至政府军队信息等的安全。而且对于密钥持有者来说，每个加密系统均可对同一数据进行加解密处理，更加便捷，人性化。 如果进一步将其集成化、模块化，可做成像手机大小的便携式电子产品，功能强大，应用领域广泛，市场前景无限。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的和思路： 本系统主要基于FPGA技术、DES加密算法、CY7C68013 USB2.0数据传输和MCU控制等实现。设计中采用Altera公司的高配置FPGA芯片EP2C35F484C8，实现DES算法对数据进行加解密处理；Cypress公司的EZ-USB CY7C68013控制芯片实现USB2.0数据传输，MCU及其外围设备控制ID验证及液晶显示。 创新点和技术关键： 1、本作品实现DES算法的硬件加密，加密强度、可靠性都远高于软件加密，而且数据处理更快，可达10M/s级，在此有了成功的飞跃。 2、DES算法从1977年公布到现在已有30多年的历史，发展相当成熟，是目前使用最为广泛的加密算法。它的安全性非常高，加密强度大，运算速度快，在常规环境下几乎无法破解，符合广大用户对信息安全的要求； 3、FPGA实现DES算法和USB2.0控制，整体性能强大，数据处理速度快，能够匹配USB2.0的一般传输速度，执行状态配有同步液晶显示，简单易行； 4、本项硬件加密系统属于电脑外接设备，与PC机连接成功后可对数据进行DES加解密处理，经此加密之后的存储器即使丢失或被盗，数据信息外人无法读出，即可将已加密信息存入普通存储设备，或者利用网络等途径都能做到安全的传送信息。而且对于密钥持有者来说，每个加密系统均可对同一数据进行加解密处理，同时也大大降低了信息安全的成本。
科学性、先进性
- 1、DES算法从1977年公布到现在已有30多年的历史，发展相当成熟，是目前使用最为广泛的加密算法。它的安全性非常高，加密强度大，运算速度快，在常规环境下几乎无法破解，符合广大用户对信息安全的要求； 2、FPGA实现DES算法和USB2.0控制，整体性能强大，数据处理速度快，能够匹配USB2.0的一般传输速度，执行状态配有同步液晶显示，简单易行； 3、核心模块结合外围控制及显示，构成一个小型加密系统，可以进一步向集成化、模块化发展，做成像手机大小的便携式电子产品。 4、本设计实现DES算法硬件加密，与以往的软件加密相比，安全性更高，而且数据处理更快，可达10M/s级，在此有了成功的飞跃。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年04月，获东北大学秦皇岛分校“东软杯”科技发明制作B类二等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 现场演示、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 作品简介： 硬件加密设备通过USB2.0接口与PC机连接，通过上位机软件选择待加解密信息，数据传输至FPGA模块进行加解密处理，完成后返回。本外设加解密速度快，硬件成本低。 市场前景： 在安全性和处理速度方面，硬件加密较于软件加密有着无法比拟的优越性；本项硬件加密系统属于电脑外接设备，与PC机连接成功后可对数据进行DES加解密处理，经此加密之后的存储器即使丢失或被盗，数据信息外人无法读出，即可将已加密信息存入普通存储设备，或者利用网络等途径都能做到安全的传送信息。而且对于密钥持有者来说，每个加密系统均可对同一数据进行加解密处理，更加安全可靠，高效便携！ 适用领域： 适用于保护个人隐私、企事业团体的商业机密、政府机关的档案资料、甚至军队等信息安全领域，能够做到数据安全地被访问、存储和转移。
同类课题研究水平概述
- 目前广泛应用的是软件加密，一些公司也常采用此方式来保护重要数据，这样做虽然能起到一定的保护作用，但软件加密占用大量系统资源，信息处理速度较慢，并且容易被专业人士破解。 在信息安全领域，硬件加密比软件加密更加安全可靠。国外的硬件加密技术已经相当成熟，大多采用特制加密芯片，同时搭配便携式保密钥匙，与硬盘一一对应，加密强度很高。在国内，这方面的研究起步不较晚，虽然现在市场上出现了一些硬件加密U盘和移动硬盘等，但大多是引进国外的加密芯片，且专盘专用，造价不菲。
