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PCIE密码卡

加密是对软件进行保护的一种有效手段。从加密技术的发展历程及发展趋势来看，加密可大体划分为软加密和硬加密两种。硬加密的典型产品是使用并口的软件狗，它的缺点是端口地址固定，容易被逻辑分析仪或软件跟踪，并且还占用了有限的并口资源。加密卡具有以下几个优点：，不易受资源环境限制；第二，设备配置空间采用自动配置方式，反跟踪能力强；第三，在扩展卡上易于实现先进的加密算法。

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如今互联网技术飞速发展，电子邮件、网上支付、个人通信等信息服务被广泛使用,在此背景下信息安全成为重要研究课题。公钥基础设施(Public KeyInfrastructure,PKI)技术利用公钥理论和技术提供了信息安全服务，而基于PKI技术的SM1.SM2.SM3SM4、算法是国家密码管理局制定的商用密码，在电子政务、电子商务等领域广泛应用。PCIE(PCIExpress)总线技术作为第三代I/O总线标准采用串行数据传输和点到点互连技术,在高速设备中应用广泛。在数字系统设计领域中，较高时钟频率带来信号完整性、电源完熬性、串扰等问题,用传统方法设计PCB(Printed CircuitBoard)将无法满足系统稳定工作的要求。

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密码卡设计，外接四种加密芯片，芯片1、芯片2、芯片3、芯片4分别实现 SM1 SM2/SM3、SM4和 SSF33算法，可完成密码卡初始化、密钥管理、备份恢复和权限管理操作等功能。密码卡应用于PC机中，通过PCIE插槽与PC机主板连接，并由PC机进行控制操作。PCIE 总线接口由FPGA内的IP硬核实现，完成POIE核与SRAM缓存及其控制模块之间的通信。NiosII核作为控制中心，完成密码卡软件功能。同时，外接加密芯片通过各自接口模块实现与密码卡的通信。

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目前现有普通的密码卡功能不完善，缺乏毁钥机制，密钥存储也不安全。采用zynq主处理器作为板上核心，fpga模块和arm处理器采用高速片内总线连接方式进行互连，提高了数据交互性能，降低了系统间延迟，提高了系统性能，降低了系统成本；同时由于采用内部高速总线互连和pcie接口，提升了数据传输性能，采用fpga模块实现算法运算，提高了算法性能，系统整体性能也获得了极大的提升，存储模块可以提供海量的密钥存储，存储空间可以提升数万。