用SM2算法芯片實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的安全設(shè)計

引言
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的迅速推廣和普及，各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如電子商務(wù)、電子政務(wù)、網(wǎng)上銀行、網(wǎng)上證券交易等項目，也在我國迅猛發(fā)展。但是網(wǎng)絡(luò)非法入侵、詐騙等事件嚴重影響了網(wǎng)絡(luò)信息安全。只有不斷發(fā)展和提高網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)，才能保證網(wǎng)絡(luò)健康發(fā)展。在信息安全技術(shù)領(lǐng)域，公開密鑰基礎(chǔ)沒施(PKI)很好地為互聯(lián)網(wǎng)提供了安全服務(wù)。如今網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的認證、數(shù)據(jù)的加解密、完整性驗證、不可否認性等功能已經(jīng)離不開PKI技術(shù)的支持。隨著PKI密碼技術(shù)的發(fā)展，SM2算法(國際上稱之為ECC算法)應(yīng)用越來越廣，效率較之前的算法更高，破解難度更大、更安全。本系統(tǒng)在嵌入式主板上實現(xiàn)SM2算法PKI技術(shù)，提供基于SM2算法的簽名驗證、數(shù)字信封和解封、數(shù)據(jù)加解密來實現(xiàn)身份認證，保證網(wǎng)絡(luò)信息安全交互。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計
本設(shè)計中嵌入式系統(tǒng)的CPU采用三星公司的S3C2440芯片，操作系統(tǒng)采用嵌入式Linux作為平臺，內(nèi)存采用6 4 MB SDRAM，文件存儲采用128 MB NANDFlash，HS32U2-U芯片提供SM2算法。系統(tǒng)的總體設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

系統(tǒng)各部分結(jié)構(gòu)功能如下：
◆CPU：系統(tǒng)為提供運行、計算以及和各個模塊進行通信；
◆RAM：為操作系統(tǒng)提供運行空間；
◆Flash：提供boot啟動程序、內(nèi)核映像、文件系統(tǒng)；
◆Fthernet：提供網(wǎng)絡(luò)通信接口；
◆SM2：提供SM2算法接口；
◆UART：提供串口調(diào)試功能。

2 系統(tǒng)硬件接口
系統(tǒng)CPU通過SPI接口訪問HS32U2-U芯片，為系統(tǒng)應(yīng)用提供SM2算法。SM2芯片接口設(shè)計如圖2所示。