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基于FPGA技術(shù)的GPS數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)設(shè)計研究

作者: 時間:2010-11-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘 要: 針對測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全問題,采用技術(shù)設(shè)計了系統(tǒng)。系統(tǒng)移植MD5算法到NIOS中對系統(tǒng)口令加密,并設(shè)計DES IP對。實驗表明,該設(shè)計可有效防止GPS數(shù)據(jù)被非法竊取,具有安全性強、速度快、操作簡便等特點。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/197591.htm

  隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)傳輸對安全性的要求也隨之加強。如何確保信息的正確認(rèn)證與嚴(yán)格保密,保證數(shù)據(jù)信息在傳輸與處理過程中不被非法竊取和篡改,成為信息安全理論與技術(shù)研究的重要內(nèi)容。多數(shù)情況下,是保證信息機(jī)密性的惟一方法。在GPS測量系統(tǒng)中,GPS定位數(shù)據(jù)以明文形式通過電臺進(jìn)行傳輸,可能會被同型號電臺獲取,存在一定的安全隱患。本設(shè)計應(yīng)用技術(shù)設(shè)計了GPS數(shù)據(jù)加密系統(tǒng),通過MD5加密算法對管理員口令進(jìn)行加密;DES加密算法對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。這樣,GPS數(shù)據(jù)經(jīng)加密卡加密后再以密文方式發(fā)給電臺進(jìn)行傳輸,同時接收端必須使用密鑰將密文解碼才能得到定位數(shù)據(jù),從而確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>

  1 系統(tǒng)組成及功能

  GPS數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)由機(jī)載模塊和服務(wù)器端兩部分組成,通過電臺進(jìn)行通信。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。


  1.1 機(jī)載模塊

  機(jī)載模塊由4×4鍵盤、機(jī)載LCD、加密卡三部分組成,用戶可通過4×4鍵盤發(fā)送預(yù)定義指令、更改密鑰等操作;機(jī)載LCD用于顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)、飛行參數(shù)等數(shù)據(jù);加密卡為系統(tǒng)核心部件,主要有以下4個功能:

  (1)解析、處理GPS數(shù)據(jù)、檢測設(shè)備工作狀態(tài)并在LCD上顯示相關(guān)信息;

  (2)接收GPS數(shù)據(jù)并通過加密卡對其加密,將密文通過電臺傳送到服務(wù)器端;

  (3)處理鍵盤或服務(wù)器端輸入的預(yù)存指令編號或新指令,將指令發(fā)給GPS接收機(jī)并返回回饋信息;

  (4)更新鍵盤或服務(wù)器輸入的新密鑰或新管理員口令。新密鑰先保存在Flash中,再通過總線傳給密鑰寄存器;新口令保存在Flash中。

  系統(tǒng)工作時,加密卡通過UART IP獲取GPS數(shù)據(jù)后同時傳給NIOS和DES IP。NIOS解析GPS數(shù)據(jù)并經(jīng)LCD Controller傳給機(jī)載LCD進(jìn)行實時顯示,方便機(jī)上人員了解設(shè)備工作狀態(tài);DES IP將GPS數(shù)據(jù)加密后,通過I/O中斷傳給NIOS,NIOS將密文加入數(shù)據(jù)包頭、尾字節(jié)后,再經(jīng)電臺傳到服務(wù)器端。

  1.2 服務(wù)器端

  服務(wù)器端為通用計算機(jī),其應(yīng)用軟件使用VC++6.0開發(fā),服務(wù)器的主要功能有以下6點:

  (1)接收電臺傳來的密文并進(jìn)行DES算法解密、解析和處理GPS數(shù)據(jù);

  (2)顯示GPS參數(shù),并保存數(shù)據(jù);

  (3)發(fā)送GPS接收機(jī)控制指令;

  (4)更改密鑰;

  (5)更改管理員口令;

  (6)設(shè)置串口參數(shù)。


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