利用安全存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)FPGA設(shè)計(jì)安全解決方案

1、    利用安全存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)FPGA設(shè)計(jì)安全解決方案        Altera公司 時(shí)間:2008年12月17日     字 體: 大 中 小        關(guān)鍵詞:        設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)?圖1 采用了IFF概念的設(shè)計(jì)安全解決方案? 這一參考設(shè)計(jì)為用戶利用FPGA來(lái)設(shè)置DS28

2、E01器件提供了其他方法。FPGA配置完成后，它支持FPGA向安全存儲(chǔ)器發(fā)送密鑰，在生產(chǎn)過(guò)程比較安全的地方進(jìn)行設(shè)置。? ?圖3所示為通過(guò)FPGA對(duì)DS28E01編程的設(shè)計(jì)安全流程。? 一旦使能用戶設(shè)計(jì)后，關(guān)斷SHA-1 IFF引擎模塊以降低功耗。用戶可以連接外部邏輯或者狀態(tài)機(jī)來(lái)復(fù)位SHA-1 IFF引擎，再次啟動(dòng)工作。一旦使能信號(hào)變?yōu)楦唠娖?，SHA-1 IFF引擎模塊則不斷計(jì)算并檢查SHA-1算法。設(shè)計(jì)組成模塊? 這一解決方案的參考設(shè)計(jì)含有三個(gè)主要模塊：? · SHA-1引擎：這一模塊計(jì)算SHA-1算法，進(jìn)行安全認(rèn)證。它接收安全存儲(chǔ)器通過(guò)一線接口傳送來(lái)的設(shè)計(jì)，將其和MAC結(jié)果進(jìn)行對(duì)比

3、。只有當(dāng)哈希計(jì)算結(jié)果和安全存儲(chǔ)器中SHA-1引擎的哈希計(jì)算結(jié)果匹配時(shí)，才使能用戶設(shè)計(jì)。? · 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(RNG)：當(dāng)復(fù)位信號(hào)置位SHA-1引擎模塊時(shí)，RNG為該模塊產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)。SHA-1 IFF參考設(shè)計(jì)使用了一個(gè)8位RNG塊。SHA-1引擎模塊處理這一8位隨機(jī)數(shù)，轉(zhuǎn)換成40位隨機(jī)數(shù)據(jù)，進(jìn)行哈希計(jì)算。? · 一線接口：這一模塊支持FPGA中參考設(shè)計(jì)和安全存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送。用戶設(shè)計(jì)模塊? SHA-1 IFF引擎系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的典型值FMAX是100MHz，或者更低。用戶必須向參考設(shè)計(jì)輸入SHA-1 IFF引擎頻率，從而保證數(shù)據(jù)在FPGA和安全存儲(chǔ)器之間正確地發(fā)送和接收

4、。用戶可以為SHA-1 IFF引擎和用戶設(shè)計(jì)提供不同的時(shí)鐘。解決方案的安全性? 上電時(shí)，當(dāng)FPGA中的配置數(shù)據(jù)比特流在FPGA和外部存儲(chǔ)器之間傳送時(shí)，可以捕獲到它。利用捕獲到的配置數(shù)據(jù)比特流，配置另一FPGA器件，就可以復(fù)制這一FPGA設(shè)計(jì)。這一方案可以確?？寺∑骷o(wú)法工作，從而保護(hù)了用戶設(shè)計(jì)。如果沒(méi)有正確的密鑰和哈希算法計(jì)算結(jié)果，則會(huì)一直禁用FPGA中的用戶設(shè)計(jì)。?為了將設(shè)計(jì)克隆到另一FPGA設(shè)計(jì)中，必須克隆密鑰和安全存儲(chǔ)器的唯一ID。這很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴荒茏x出DS28E01密鑰，也無(wú)法從MAC結(jié)果中反向篡改SHA-1算法來(lái)確定密鑰。結(jié)? 論? 即使捕獲了配置數(shù)據(jù)比特流，這一FPGA設(shè)計(jì)安全I(xiàn)FF解決方案也能保護(hù)Altera? FPGA設(shè)計(jì)不被克隆。在FPGA中和安全存儲(chǔ)器中的哈希計(jì)算