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ipsec安全处理器的研究与设计
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随着网络传输速率的不断提高，用传统的软件方式来实现IPSec的各项安全
功能会使系统的负荷和资源占用率增加，并且不能满足速度上的要求。
针对这一问题，本文在对国内外IPSec安全产品进行分析研究的基础上，提
出了芯片级的IPSec安全实现方案一一IPSec安全协处理器。
论文首先对IPSec安全体系的功能模型进行深入分析，重点研究了所涉及的
有限域的基本运算和基于有限域密码算法。在上述工作的基础上，分析并给出了
基于硬件专有模块和指令集扩展技术的IPSec安全协处理器的整体结构。
然后，论文重点研究了AES算法专用模块和可使普通处理器同时执行基于有
算法，在研究有限域变换的基础上，采用组合逻辑替代RAM查表的方法实现
SubBytes变换，并在其内部实现了三级流水线。基于流水线的SubBytes变换实
现使密钥扩展模块可以同步地为当前)Jw／解密轮变换提供密钥，并可分别处理
128、192、256密钥长度的情况。我们还给出了AES模块的总体设计框架，并存
验证，给出了仿真、验证试验的结果。对于RSA和ECC算法，为了使普通处理器
可同时支持RSA和ECC算法，给出多项式乘法指令一MULGF2的格式，并研究了
其硬件实现基础一双域乘法单元模块。然后分析了FIOS和FIPS这两种
Multiple—PrecisionMontgomery算法利用普通乘法累加单元(MAC)实现的弊
端，提出了相应的改进方案，最后分析了增强的MAC单元对算法性能的影响。
文章最后对本文的研究工作做出总结并指出今后进一步研究的方向。
IP安全有限域AESMULGF2指令MAC
Software-based oftheIPSecProtocolcanbe
implementation
sophisticated，
take oftimetoperformcomplicatedcryptologicalalgorithms，These
resultinthe
performanceproblem．
efficientIPSec
dissertation，
cryptographicprocessorproposed
whichconsistsofa32·bitKISC
block instructiontechnique
processorusing
dedicatedtothe
RSA，ECCpublickeycryptoalgorithmscoprocessor
privatekeycryptoalgorithm．
ofAESwhichon
relylook—up
implements
basedonarithmetic
thecombinational
SubBytes，we
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A980C系列芯片基于自主研发的32位RISC CPU内核，内含多种密码算法加速引擎，具有成本低、功耗小、性能高、速度快等特性，其中2048位RSA密钥对生成速度仅为3.4S。已获得国家密码管理局安全芯片...
SSX10A/B芯片是专门针对银行支付密码器研制的安全密码算法芯片，SSX10-A芯片适用于核验机端核验、认证，SSX10-B芯片适用于银行支付密码器端加密、签名。SSX10A/B芯片是唯一经国密办批准并成为银...
A780芯片E版可用于各类智能电表的ESAM模块。它基于自主32位RISC CPU内核，集成DES/3DES协处理器、SM1协处理器、SM2/ECC公钥密码协处理器等密码算法加速器，完全符合ISO 7816规范和ESAM模块相关规范，...新型32位DSP处理器优化嵌入式控制应用开发
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新型应用要求越来越高，这也使设计人员必须以更少的资源完成更多的工作，将多种功能集成到同一处理器中，并优化系统成本。市场上目前有多种控制器解决方案竞相展露各自优势，希望获得设计人员的重视。传统方法是采用ASIC实现最低芯片成本与足够的性能。但ASIC方法设计周期长，还要进行深亚微米设计，成本相当高。32位可编程处理器解决方案在性能、设计费用与产品上市时间等方面有望胜过ASIC方法。新型32位控制器可实现高水平的 CPU性能、外围元器件与模拟集成，有助于达到真正意义上的系统级芯片(SoC)目标，并能进一步降低系统成本。设计人员必须从一系列可编程处理器中做出选择，范围包括从8位微控制器到32位DSP。选择可编程数学处理器在控制应用中，以电机速度或位置控制为例，设计人员必须确保系统能够满足动态性能规范。此外，系统还必须实现其它若干功能，其中包括消除传感器算法、功率因数校正、噪声滤波以及控制电磁干扰(EMI)的扩展频谱技术。上述大多数目标都可通过实施数学算法处理来达到。这意味着处理器必须能够执行计算强度大的算法。为了确定所需的处理器字长，我们需要深入了解这些算法。最常见的控制实现方案是采用基于比例-积分-微分或状态变量的控制器。控制器中的计算必须以高精确度进行实施，以避免极限环、溢出等问题，并确保正确的采样间(inter-sample)行为。新型的设计需要32位宽的系数与中间变量以获得最佳性能。通用16与32位微控制器处理数学计算效率较低。拴合乘法器(Bolt-on multiplier)缺少数据路径，不能支持可实现高性能数值运算的持续乘法与加法。DSP根据设计能以尽可能高的效率处理数值计算，并为适合于运行数学控制法则计算进行了优化。主要应考虑的因素是待处理的数字长度和本地处理器字长。16位信号处理器不能有效处理32位数值问题。多倍精度运算的实施效率极低，通常因数为4到10。第二，为了确保对高频率运动做出适当响应，伺服系统设计人员常选择过采样，这就对数值调节提出了挑战。采用32位信号处理器可方便地解决上述问题。新型32位DSP还实现了高效运行编译C代码的架构。此外，32位处理器还常能提供更大的存储器空间，从而简化了存储器设计。作为新兴的解决方案，32位DSP具备必需的处理功能，可与适当外围电路配合使用，能够以极具竞争力的低成本向市场提供优化解决方案。处理器选择中的权衡因素在选择可编程处理器时，需就现有集成度、代码大小等做出重要的权衡取舍。新型32位DSP正在集成越来越多的外围电路。诸如脉宽调制器(PWM)、通信端口与模数转换器(ADC)等针对特定控制的外围，使设计人员可不再采用外部元器件，从而节约了系统成本。大量闪存与RAM的集成也不再需要外部闪存/RAM，这也降低了成本与复杂性。32位处理器的代码密度是研究得较多的一项权衡因素。新型DSP设计明智地使用16位与32位指令相结合。只有在必须被编码的信息总量需要32位时才采用32位指令，而其他则采用16位指令，这样代码密度得到提高，也减少了对存储器的需求。由于32位DSP使用更宽的内部总线，因此其使用的晶体管门数必须比相应的16位 DSP多。而且，新型嵌入式处理器的裸片大小主要取决于存储器与外围电路的集成度。此外，再考虑到半导体几何尺寸不断减小，这就使32位DSP成为极具吸引力的一种方案。如果控制器用作微控制器和DSP的效率都必须一样高，那么经调谐的架构与外围选择就是我们要考虑的主要问题。就高精确度控制市场而言，这意味着核心架构采用32x32位乘法器、32位计时器、实时JTAG、32位寄存器以及读取-修改-写入ALU。外围包括 PWM、编码接口、12位ADC、看门狗定时器以及用于工业应用的CAN接口。在电机中的应用实例电机消耗三分之二的工业用电量以及四分之一的家庭用电量。就此而言，合适的电机大小就显得极为重要了。在满足瞬态规范方面，电机常常过大，有时还要添加复杂的机械装置才能对瞬态进行处理。实施矢量控制的智能控制器可提供更快的瞬态响应，不仅能简化系统，而且还可实现更好的总体效率与可靠性。矢量控制算法可测量或预测转子的磁极位置，并优化放置多相绕组生成的定子磁通，以在给定磁通的设置下生成最大转矩。就永磁电机而言，定子磁通角度为90度(电气角度)。这就实现了可能做到的最佳转矩，因为生成的转矩与两个磁通间的角度正弦值直接成正比。实施低成本智能控制的挑战在于其中涉及的数学复杂性。大多数微控制器不能实时处理这样高的计算复杂性。但是，新型DSP控制器提供了智能控制所需的计算能力，还提供了SoC集成与软件开发支持，有助于简化电机控制系统的设计。优化的软件开发流程借助可编程处理器，支持快速软件开发的架构对成功的产品开发至关重要。新一代DSP控制器提供了更高级的外设集成及方便易用性，比MCU更好。如TI的150-MIPS TMS320F2812数字信号控制器就结合了DSP性能与灵活性。一个单周期32位乘法累加器(MAC)数据路径或双16位MAC 结合了高端精确度和DSP速度。高速中断处理以及一般控制操作指令(如位操作和跳转)实现了在多目的、多任务环境中的器件使用。TI还提供软件支持与硅芯片解决方案进行互补，包括满足扩展需求的 IQMath。此外，先进的代码密度与得到显著改善的编译器技术也使如今的DSP在生成高效代码方面做得更好。软件是任何DSP开发的关键方面，丰富的电机控制库能够加速开发时间并简化有关工作。WW C2000 group供稿
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什么是MCU？
Controller
Unit)中文名称为多点控制单元，又称单片微型计算机(Single
Microcomputer)，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
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瑞达推出新款32位安全芯片SSX0903
摘　要:瑞达信息安全产业股份有限公司推出一款全新的32位安全芯片SSX0903，这是国内首款支持国家可信计算标准TCM规范的32位安全芯片。据悉，SSX0903安全芯片是一个基于32位RISC处理器的安全处理平台，内置密码算法硬件处理引擎，是可信计算平台的核心模块。
特别说明：本文献摘要信息，由维普资讯网提供，本站只提供索引，不对该文献的全文内容负责，不提供免费的全文下载服务。
金月芽期刊网 2017意法半导体发布最高性能的先进计算机安全处理器 - 嵌入式处理器 - 电子工程世界网
意法半导体发布最高性能的先进计算机安全处理器
17:52:39来源: EEWORLD 关键字：&&
开创性的可信平台模块（TPM）系统级芯片支持可信计算组（TCG）下一代攻击防御可信计算机硬件标准
中国，日 ——& 横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商及主要原始设备的可信平台模块（TPM）提供商意法半导体（STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码：STM）发布业界最高性能的可信平台模块，让电子商务和云计算服务实现更强的和可信性能。
作为可信计算机生态系统的组成部分，可信平台模块是安装在电脑主板上的高安全性，用于加强电脑对软件攻击或盗窃或篡改事件等安全威胁的防御能力。可信平台模块能够保护敏感数据，如密钥、密码及数字证书，提供可信的系统数据完整性报告。据推广可信技术的“可信计算组”（TCG）的数据显示，几乎全部商用个人电脑、服务器以及各种嵌入式系统目前均内置可信平台模块。
意法半导体的ST33TPM12LPC是业界首款基于32位安全微处理器的可信平台模块，性能超过现有的独立可信平台模块，从而可提高基于硬件的的安全水平。新的可信平台模块能够处理先进的加密算法，支持下一代TPM 2.0标准。 ST33TPM12LPC将通过功能性认证以及Common Criteria的评估保障级4增强级安全认证（EAL4+）。由于EAL4+规范基于最新的Protection Profile标准TPM 1.2，新安全处理器完全符合可信计算组的TPM认证标准。
意法半导体还将推出几款配备不同接口的ST33TPM12LPC，如内置I2C和SPI接口的可信平台模块，将可信硬件的应用扩展到台式机、笔记本电脑、服务器以及网络设备以外的其它设备，如打印机、复印机、手机、平板电脑、家庭网关、家电、智能电表、工业控制器以及汽车电子系统。
ST33TPM12LPC的发布再一次证明意法半导体在先进制程和专有安全技术领域位居全球领先水平。意法半导体安全微控制器产品部总经理Marie-France Florentin表示：“意法半导体不仅要为个人电脑市场而且还要为无数个联网平台带来性能和最强的可信平台模块，意法半导体的产品多年来一直成功支持可信计算机组技术，新产品巩固了我们的领先地位及发挥专有技术和资产的能力。”
NIST（美国国家标准技术协会）推广SHA-256（安全哈什算法第2版，256位）算法为最佳。然而时至今日，商用市场的使用率仍然远远低于预期。意法半导体委托数字证书权威机构GlobalSign有限公司颁发新可信平台模块的背书密钥（EK）证书。GlobalSign公司业务开发总监Steve Roylance表示：“在TPM根证书采用此算法的决定可支持未来可信计算机环境的长期需求，在满足NIST的要求和加快老化的SHA1设备更换方面能够为今天的用户带来真正的价值。GlobalSign的TPM根证书颁发中心是一系列2048位的RSA SHA-256证书。为了推动信息技术产业采用NIST的推荐标准，网络浏览器和操作系统开发商均已了采用其余的根证书。”
ST33TPM12LPC的主要特性：o&ARM(R) SC300 32位安全处理器，支持下列功能：o&SHA1和SHA2哈什算法o&AESo&支持下一代TPM 2.0规范o&内置由独立的第三方证书颁发中心（GlobalSign）颁发的EK根证书o&内置90nm非易失性存储器o&精简引脚（LPC）接口
ST33TPM12LPC采用TCG推荐的TSSOP28 4.4mm贴装封装或无引脚的QFN32 5 x 5mm无铅Ecopack封装，将于2012年第投入量产。如需价格信息或样品，请请联系意法半导体销售处。
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编辑：冀凯 引用地址：
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北京航空航天大学教授，20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。