在關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)中，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)至關(guān)重要。針對(duì)FPGA內(nèi)部數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題，需要在系統(tǒng)上電時(shí)加載程序。目前主要的加載程序方法包括邊界掃描、專(zhuān)用配置芯片和存儲(chǔ)器＋微控制器配置。然而，在加載程序過(guò)程中存在被復(fù)

在關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)中，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)至關(guān)重要。針對(duì)FPGA內(nèi)部數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題，需要在系統(tǒng)上電時(shí)加載程序。目前主要的加載程序方法包括邊界掃描、專(zhuān)用配置芯片和存儲(chǔ)器＋微控制器配置。然而，在加載程序過(guò)程中存在被復(fù)制的風(fēng)險(xiǎn)，因此加密認(rèn)證技術(shù)的應(yīng)用顯得尤為重要。

DS28E01芯片的加密原理

DS28E01結(jié)合了1024位EEPROM和符合ISO/IEC110118-3安全散列算法（SHA-1）的質(zhì)詢響應(yīng)安全認(rèn)證。采用1-Wire協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，通信速率高效穩(wěn)定。與標(biāo)準(zhǔn)SHA-1算法相比，DS28E01的SHA-1引擎在輸入處理上有所不同，但整體加密過(guò)程與標(biāo)準(zhǔn)算法一致，確保信息的安全性和完整性。

FPGA加密模塊設(shè)計(jì)

當(dāng)前，許多高端FPGA支持對(duì)配置數(shù)據(jù)流的加密操作，但這種方式對(duì)成本敏感的應(yīng)用場(chǎng)合并不適用。因此，采用身份識(shí)別法來(lái)防止意外拷貝是一種更廣泛適用的解決方案。這種方法適用于各類(lèi)FPGA家族，包括低端的Xilinx Spartan-3系列FPGA。

加密模塊的原理圖設(shè)計(jì)

通過(guò)HASH運(yùn)算生成160位MAC，將其與FPGA內(nèi)部產(chǎn)生的MAC進(jìn)行比較，以驗(yàn)證電路的合法性。如果MAC匹配，F(xiàn)PGA進(jìn)入正常工作狀態(tài)；若不匹配，則FPGA僅執(zhí)行有限功能，避免非法使用。VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)的IFF模塊在此起著關(guān)鍵作用，實(shí)現(xiàn)密碼HASH函數(shù)運(yùn)算和MAC比較功能，確保設(shè)計(jì)安全。

加密認(rèn)證模塊的程序設(shè)計(jì)

在FPGA中，借助VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)的IFF模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入密碼的HASH函數(shù)運(yùn)算和與DS28E01產(chǎn)生的MAC的比較功能。IFF模塊接口定義清晰，使系統(tǒng)可以根據(jù)MAC匹配情況判斷電路合法性，并進(jìn)行相應(yīng)功能控制。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的SHA-1算法和MAC比較，有效防止設(shè)計(jì)被非法復(fù)制的風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)對(duì)FPGA加載程序方法、DS28E01芯片的加密原理、FPGA加密模塊設(shè)計(jì)以及加密認(rèn)證模塊的程序設(shè)計(jì)的深入分析，我們可以更好地理解如何利用加密認(rèn)證技術(shù)保護(hù)設(shè)計(jì)者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，確保電子系統(tǒng)的安全運(yùn)行和數(shù)據(jù)的完整性。這些技術(shù)和方法的應(yīng)用，將在未來(lái)的電子設(shè)備設(shè)計(jì)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。