一种基于SMS4的加密通信可编程片上系统设计

基本的存储管理、设备管理、中断管理及任务调度等功能。SMS4加密通信控制器驱动程序将SMS4加密通信控制器抽象成一个以文件方式访问的设备，供应用程序调用。SMS4加密通信应用程序实现明文数据的收发，由于SMS4加密通信控制器IP可屏蔽密文传输过程，应用程序中无需进行加解密处理。

基于SMS4的加密通信SOPC硬件集成，需软件集成及性能分析。SMS4加密通信SOPC主要依靠专用串行接口扩展模块的FPGA芯片进行硬件集成，图9为运行于Altera公司SOPC Builder开发环境的SMS4加密通信SOPC硬件集成界面。如图所示，SMS4加密通信SOPC集成有NiosII处理器IP、SMS4加密通信控制器IP、SRAM和Flash的存储器控制IP等IP核，需为各IP核指定Avalon总线互连拓扑关系、时钟路径、数据访问空间及中断路由等。

3 结束语

面向串行通信优化SMS4算法的硬件实现，通过基于8位异步模式的128位数据串行收发技术实现SMS4加解密和串行通信的深度整合，通过非128位明文的加密传输数据控制技术实现SMS4加解密运算与处理器无关，设计的SMS4加密通信控制器IP具备FPGA逻辑资源用量小、加解密与串行通信吞吐量匹配、处理器加密通信处理负载小等特点。

通过SMS4加密通信控制器IP封装与IP复用、硬件抽象层驱动软件设计、基于SOPC开发环境集成处理器IP及配套IP，采用软硬件协同设计方式实现了基于SMS4的加密通信SOPC，使电子系统的SMS4加密通信功能具备较强的可定制能力。

文中研究了基于硬件实现加密串行通信功能，防破解能力强、处理器负载轻，进而提高了应用系统串行通信的安全性，有较好的推广应用价值。其中，核心算法采用SMS4算法，有力支撑了密码学研究成果的本土化，为满足国内信息安全技术的自主可控需求作出了一定贡献。另外，文中设计的可定制SOPC，也可较好满足各种应用的加密串行通信定制需求。