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安全加密微处理器结构与设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2010年第8期38卷 81-84页

作者：刘政林龚明杨刘政霍文捷华中科技大学电子科学与技术系湖北武汉430074

提出的安全加密嵌入式处理器集成了RSA,AES,DES/3DES和SHA硬件加密引擎,提供程序、数据与总线加密机制以及系统级加密支持,可适用于各种不同安全等级需求的嵌入式系统.在设计中采用多种优化算法以在成本、性能与安全性之间取得良好平衡... 详细信息

提出的安全加密嵌入式处理器集成了RSA,AES,DES/3DES和SHA硬件加密引擎,提供程序、数据与总线加密机制以及系统级加密支持,可适用于各种不同安全等级需求的嵌入式系统.在设计中采用多种优化算法以在成本、性能与安全性之间取得良好平衡,最终采用华虹NEC0.25μm工艺实现ASIC流片,样片测试结果表明设计正确.

关键词：超大规模集成电路微处理器安全加密嵌入式系统保护

基于SHA-1引擎的嵌入式安全协处理器设计

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华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第8期39卷 72-75页

作者：刘政林郭超霍文捷华中科技大学电子科学与技术系湖北武汉430074

针对嵌入式系统中广泛存在的安全威胁以及嵌入式系统空间有限、资源宝贵等特点,在分析纯软件保护方法的缺点基础上,采用安全协处理器的方法保护嵌入式系统中软件的安全,提出了基于SHA-1引擎的嵌入式安全协处理器结构,并对其中关键运算... 详细信息

针对嵌入式系统中广泛存在的安全威胁以及嵌入式系统空间有限、资源宝贵等特点,在分析纯软件保护方法的缺点基础上,采用安全协处理器的方法保护嵌入式系统中软件的安全,提出了基于SHA-1引擎的嵌入式安全协处理器结构,并对其中关键运算模块进行小面积、低功耗优化,在华虹NEC 0.35μm工艺库下综合等效门数为1.637×104门,功耗为0.582 mW,测试结果表明该安全协处理器能够满足嵌入式系统安全保护要求.

关键词：嵌入式系统集成电路安全协处理器认证安全散列算法

基于EKF的DC/DC转换器电感电流观测器

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华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第5期41卷 48-51页

作者：童乔凌陶志威谢文刘政林华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074

针对无电流传感器的DC/DC转换器,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的电感电流观测器.首先,对升压型DC/DC转换器进行了建模,得出了含非线性项的状态空间方程;然后,为了更精确地预测电感电流提出了一种更适合非线性系统的扩展卡尔曼滤波器算... 详细信息

针对无电流传感器的DC/DC转换器,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的电感电流观测器.首先,对升压型DC/DC转换器进行了建模,得出了含非线性项的状态空间方程;然后,为了更精确地预测电感电流提出了一种更适合非线性系统的扩展卡尔曼滤波器算法,在减少由AD转换器引入的测量噪声的同时,利用扩展卡尔曼滤波器的状态方程对电感电流进行观测;最后,对提出的电流观测器进行了Simulink仿真验证.结果表明:对电路的输出电压采样后进行扩展卡尔曼滤波可以有效减小由AD转换器引入的噪声并完成对电感平均电流的观测.在硬件实现过程中无需电流传感器,可以有效降低系统成本.

关键词： DC DC转换器扩展卡尔曼滤波器非线性状态方程预测

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椭圆曲线密码ML算法电路实现的功耗攻击

华中科技大学学报（自然科学版） 2009年第2期37卷 21-24页

作者：韩煜邹雪城刘政林但永平华中科技大学电子科学与技术系湖北武汉430074

针对有限域GF(2163)上椭圆曲线密码(ECC)的ML算法电路,实现了一种简单有效的差分功耗分析(DPA)方法.该方法结合单密钥多数据攻击,按密钥比特对功耗轨迹分段差分运算.基于功耗仿真的实验结果表明:仅对单条功耗曲线进行差分分析就能够以... 详细信息

针对有限域GF(2163)上椭圆曲线密码(ECC)的ML算法电路,实现了一种简单有效的差分功耗分析(DPA)方法.该方法结合单密钥多数据攻击,按密钥比特对功耗轨迹分段差分运算.基于功耗仿真的实验结果表明:仅对单条功耗曲线进行差分分析就能够以极短的时间恢复出密钥比特,从而证明ECC的ML算法实现只具备抗时间攻击和抗简单功耗分析攻击效果,却不能对抗DPA攻击.

关键词：椭圆曲线密码 ML算法功耗攻击差分功耗分析单密钥多数据

GF（2^m）域高效椭圆曲线标量乘结构的研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第11期36卷 48-51页

作者：但永平邹雪城刘政林韩煜华中科技大学电子科学与技术系湖北武汉430007

为提高椭圆曲线加密运算的速度,提出了一种多项式基表示的GF(2m)域高效标量乘加速器结构.该结构对面积和性能进行了合理的权衡,采用点加、倍点模块并行运算以提高速度;为了减少面积采用并行和串行相结合的方法对点加和倍点模块进行优化... 详细信息

为提高椭圆曲线加密运算的速度,提出了一种多项式基表示的GF(2m)域高效标量乘加速器结构.该结构对面积和性能进行了合理的权衡,采用点加、倍点模块并行运算以提高速度;为了减少面积采用并行和串行相结合的方法对点加和倍点模块进行优化,初始化和最后的坐标变换求逆模块通过优化分解成一系列乘和加运算,合并在一个模块中用串行结构实现.采用Xilinx公司的VirtexE XCV2600 FPGA硬件实现结果表明,完成有限域GF(2163)上任意椭圆曲线上的一次标量乘的全部运算时间消耗为36.5μs,适合高性能椭圆曲线加密应用的要求.

关键词：密码椭圆曲线标量乘有限域坐标变换

IEEE802.15.4协议安全模式的软硬件协同设计

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华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第8期36卷 71-73,81页

作者：韩煜邹雪城刘政林华中科技大学电子科学与技术系湖北武汉430074

针对无线传感器网络协议IEEE802.15.4安全模式的实现,基于GEZEL设计环境,选择较低成本的8bit微处理器平台Dalton8051,对安全模式配置和高级加密标准(AES)数据通路进行了软硬件协同设计与协同仿真.充分考虑处理器资源占用、系统灵活性,... 详细信息

针对无线传感器网络协议IEEE802.15.4安全模式的实现,基于GEZEL设计环境,选择较低成本的8bit微处理器平台Dalton8051,对安全模式配置和高级加密标准(AES)数据通路进行了软硬件协同设计与协同仿真.充分考虑处理器资源占用、系统灵活性,通信容许带宽,对设计进行了合理的软硬件划分、简单的指令设置,电路模块重用.实验结果表明该设计能够提供灵活的安全模式配置、最小化8051资源占用率、保证了协议868/915 MHz频段通信速率要求.

关键词：信息安全高级加密标准安全模式无线传感器网络软硬件协同设计

针对AES加密设备的DPA功耗攻击平台设计

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华中科技大学学报（自然科学版） 2017年第8期45卷 1-5页

作者：鲁赵骏刘海龙马经山刘政林华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074

针对目前密码学界旁路攻击平台攻击效率低、通用性差、成本过高的问题,分析AES加密原理,设计了一种差分功耗攻击(DPA)平台.该平台使用XILINX公司的Spartan-6FPGA作为主控芯片,为加密设备提供时钟信号,解决了波形对齐的问题;在FPGA中例化... 详细信息

针对目前密码学界旁路攻击平台攻击效率低、通用性差、成本过高的问题,分析AES加密原理,设计了一种差分功耗攻击(DPA)平台.该平台使用XILINX公司的Spartan-6FPGA作为主控芯片,为加密设备提供时钟信号,解决了波形对齐的问题;在FPGA中例化MicroBlaze软核处理器,根据不同加密设备特点编写攻击代码,通用性较好.采取多种隔离措施,将噪声的干扰降到最低,大大提高了攻击效率.实验结果表明:在5min内成功破解了运行在C52和STM32上的AES加密算法.在保证攻击效率的前提下,DPA攻击平台的成本不到500元,并且保留有针对SIM卡和FPGA密码设备的攻击接口,作为下一步实验的硬件平台.

关键词：密码学高级加密标准旁路攻击差分功耗攻击软硬件协同设计

一种新型的MLC NAND Flash错误检测方法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第8期46卷 66-70页

作者：刘政林胡爽林木龚明杨华中科技大学光学与电子信息学院

针对多级电平单元（MLC）的可靠性问题,以及现有的MLC错误检测方法较少、且存在错误覆盖率不足、效率不高的缺点,提出了一种具有更高错误覆盖率、更高效率的错误检测方法——MLC NAND March错误检测方法.针对MLC将现有的检测方法进行了... 详细信息

针对多级电平单元（MLC）的可靠性问题,以及现有的MLC错误检测方法较少、且存在错误覆盖率不足、效率不高的缺点,提出了一种具有更高错误覆盖率、更高效率的错误检测方法——MLC NAND March错误检测方法.针对MLC将现有的检测方法进行了简化,提出了全新的棋盘式测试图案和错误检测流程,将错误检测范围覆盖至读干扰检测和边缘干扰检测.实验结果表明：利用提出的MLC NAND March错误检测方法,当读操作重复次数为5时,测试2 MB的MLC仅需0.583 s,可以在保证最大错误检测覆盖率的同时达到较高的效率.同时该错误检测方法也适用于封装完成后的MLC错误检测,可以更快速更大概率地触发所有错误,便于快速检测MLC芯片是否可用.

关键词：信息技术编码策略错误检测缺陷错误干扰错误

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基于协处理器的无线传感器网络MAC设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2009年第3期37卷 29-32页

作者：雷鑑铭姜天杰邹雪城刘政林华中科技大学电子科学与技术系湖北武汉430074

提出了一种基于协处理器的媒介访问控制（MAC）体系结构,将不同MAC协议的信道争用机制映射为协处理器内部的软件程序,其特点是兼容IEEE802.15.4协议,利用可编程协处理器增强MAC的可重用性,能支持自适应睡眠媒介访问控制（S-MAC）、超时... 详细信息

提出了一种基于协处理器的媒介访问控制（MAC）体系结构,将不同MAC协议的信道争用机制映射为协处理器内部的软件程序,其特点是兼容IEEE802.15.4协议,利用可编程协处理器增强MAC的可重用性,能支持自适应睡眠媒介访问控制（S-MAC）、超时媒介访问控制（T-MAC）等无线传感器网络MAC协议.阐述了基于协处理器实现避免冲突的载波侦听多路访问（CSMA-CA）算法、S-MAC和T-MAC协议的方法,并在此基础上分析了CSMA-CA算法的软件时延.在现场可编程门阵列（FPGA）上实现整个MAC,实际测试结果表明：该MAC支持多协议,数据传输速率达20~250 Kbit/s,适应IEEE802.15.4协议要求,面积仅为30 567个等效门.

关键词：传感器网络协处理器避免冲突的载波侦听多路访问媒介访问控制自适应睡眠媒介访问控制