题目：面向安全支撑平台的实时加密系统的设计与实现

随着信息技术发展，计算机技术已经深入到生产和生活的各个领域，在航空电子和武器装备方面更是拥有越来越多的嵌入式计算机系统。正因为如此，嵌入式系统的实时性和安全性就显得尤为重要，它将是未来战争和国防安全的关键因素。本项目着重研究嵌入式应用软件安全保障的通用技术，并利用这些技术实现一个嵌入式应用软件的安全支撑平台，为应用软件提供一个安全可靠的运行环境，防止航空电子和武器装备被非法入侵。本课题是上述项目的一个子项目，实现安全支撑平台中的加密子系统（SPC）。此加密系统包括对称加密、非对称加密、哈希函数和随机数生成的功能。因为系统的实时性要求较高，所以采用软硬件分别实现的方式，在软件的实时性达不到要求的情况下通过硬件提供支持。本文完成了实时加密系统的软硬件整体设计、硬件电路的原理图设计、对称加密算法的FPGA逻辑设计、以及SPC PCI扩展卡Linux驱动设计。在对称加密算法AES的FPGA逻辑设计中，采用逻辑部件复用的形式对变长密钥提供支持，在不需改变逻辑的情况下支持128位、192位和256位三种密钥长度。密钥扩展过程和加密（解密）过程同步，在多个加密（解密）部件并行工作的情况下可以共享同一个密钥扩展部件，从而降低芯片逻辑资源的使用。在Linux驱动设计中，利用内核提供的设备驱动框架，将驱动作为内核模块编译，而从提高调试效率和运行的灵活性。SPC PCI扩展卡不能进行随机的数据读写，属于典型的字符设备。