安全芯片中密碼算法的多IP核集成方法
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在系統(tǒng)對某一IP核功能進(jìn)行調(diào)用時，密碼算法IP核重構(gòu)模塊按如下步驟進(jìn)行操作：a．根據(jù)系統(tǒng)的輸入地址與讀／寫使能，將輸入的待處理數(shù)據(jù)存儲于 dual_ramx中；b．IP橋譯碼IP選擇參數(shù)，重構(gòu)選定IP核控制指令為輸入的IP控制指令，dual_ramx為選定IP核數(shù)據(jù)處理區(qū)．c．選定 IP核將duaLramx中數(shù)據(jù)讀入IP核內(nèi)部，根據(jù)IP控制指令，完成數(shù)據(jù)處理；d．選定IP核將已處理數(shù)據(jù)輸出到dual_ramx中，置相應(yīng)狀態(tài)完成信號為有效．e．系統(tǒng)判斷狀態(tài)信號有效，通過dual_ramx將處理完成數(shù)據(jù)讀出，完成IP功能調(diào)用。
與本文第一部分中方法二相比較，IP橋接技術(shù)增加了IP_bridge對選定IP核重構(gòu)數(shù)據(jù)處理區(qū)與控制指令這一過程。該設(shè)計可以實現(xiàn)不同IP核與 dual_ramx的動態(tài)重構(gòu)，通過引入IP橋，對IP核調(diào)用指令進(jìn)行解釋，進(jìn)而配置被調(diào)用IP核的地址、數(shù)據(jù)、指令與時鐘等各種接口信號，完成系統(tǒng)對 IP核的功能調(diào)用。不同IP核與同一數(shù)據(jù)處理區(qū)的動態(tài)可重構(gòu)可以有效節(jié)省片內(nèi)存儲資源，提高存儲區(qū)利用效率。
采用IP橋接技術(shù)實現(xiàn)密碼算法多IP核集成，不僅可能節(jié)省系統(tǒng)資源消耗，在密碼服務(wù)提供方面也具有一定優(yōu)勢。密碼服務(wù)通常是一個有序的過程，在提供密碼服務(wù)時，由于減少了在不同IP專用數(shù)據(jù)處理區(qū)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作，因而可以有效提高系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理效率。例如，在完成一次簽名服務(wù)時，一般先對簽名數(shù)據(jù)進(jìn)行雜湊值運算，再調(diào)用公鑰密碼算法對雜湊結(jié)果進(jìn)行簽名，完成對簽名數(shù)據(jù)的簽名服務(wù)。在這一過程中，將簽名服務(wù)作為一個完整的基本服務(wù)功能進(jìn)行調(diào)用，系統(tǒng)將簽名數(shù)據(jù)寫入dual_ramx后，僅需完成對IP選擇參數(shù)的配置與完成信號的判斷操作，便可實現(xiàn)數(shù)據(jù)簽名，極大地簡化了系統(tǒng)在向外提供密碼服務(wù)時的軟件控制過程，提高了服務(wù)的完成效率。相比較于方法二，所要完成的密碼服務(wù)越復(fù)雜，這一優(yōu)勢越明顯。
2．2 IP橋接技術(shù)具體實現(xiàn)
以2．1中IP橋接技術(shù)設(shè)計原理為指導(dǎo)，本文在一個8位SoC系統(tǒng)上實現(xiàn)了TDES、SHA1、RSA三個IP核的系統(tǒng)集成設(shè)計。為簡化 IP_bridge設(shè)計，三個IP核的數(shù)據(jù)位寬均統(tǒng)一為32位，執(zhí)行頻率統(tǒng)一為50 MHz。圖1為密碼算法IP核重構(gòu)區(qū)RTL圖。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/191926.htm
如圖1所示，密碼算法IP核重構(gòu)區(qū)由TDES、SHA1、RSA三個IP核與IP_bridge、asis_ramx共同構(gòu)成，根據(jù)輸入的控制參數(shù)，完成同一雙端口存儲區(qū)與不同IP核之間的動態(tài)重構(gòu)。其輸入輸出如表1所列。
以調(diào)用SHA1為例，系統(tǒng)完成對數(shù)據(jù)塊雜湊值計算的操作步驟為：
①MCU執(zhí)行指令
MOV FUNCCHOOSE，#05H
選擇當(dāng)前調(diào)用IP核為SHA1。
②將一個16字節(jié)待處理數(shù)據(jù)塊輸入雙端口存儲區(qū)asis_ramx中，此時輸入數(shù)據(jù)長度必須為16字節(jié)。
③執(zhí)行指令
MOV INSTUCT，#80H
MOV INSTRUCT，#01H
前一條指令將SHA1進(jìn)行復(fù)位，后一條指令使能SHA1，將待處理數(shù)據(jù)讀入IP核內(nèi)部寄存器，進(jìn)而對其進(jìn)行SHA1運算處理。
④對FUNCSTATE最低位進(jìn)行判斷，為1時輸入下一個16字節(jié)數(shù)據(jù)塊，執(zhí)行指令
MOV INSTRUCT，#01H
復(fù)位SHA1完成信號，繼續(xù)進(jìn)行SHA1運算處理。
⑤最后一個16字節(jié)數(shù)據(jù)塊輸入，執(zhí)行指令
MOV INSTRUCT，#01H
判斷FUNCSTATE最低位，為1時讀出雙端口存儲區(qū)中處理完成數(shù)據(jù)。
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