FPGA控制MEMS强链的移动硬盘加密系统

摘要

一种微机电系统领域的FPGA控制MEMS强链的移动硬盘加密系统。本发明中，身份认证模块与USB接口芯片进行通讯，认证密码通过GPIF扩展接口传给数据处理卡芯片，通过I/O信号扩展接口输出控制信号到驱动电路，驱动强链进行解码。同时强链产生密钥信号，密钥处理模块读取密钥，判断正确码或错误码：若为正确码，密钥处理模块发送密钥到数据加密/解密模块，并返回正常运行信号到主机，身份认证成功，主机识别出该移动硬盘，能正确读写其中加密信息；否则密钥处理模块发送复位相位到I/O接口，控制强链复位，并返回运行异常信号到主机，身份认证失败，需继续认证。本发明通过物理机械式方法产生密钥，来加密移动硬盘数据信息。

主权项

一种FPGA控制MEMS强链的移动硬盘加密系统，包括：USB移动硬盘接口芯片、基于FPGA芯片的移动硬盘数据处理卡、安装在主机端的移动硬盘数据处理卡驱动模块及身份认证模块、MEMS强链，其特征在于，所述USB移动硬盘接口芯片包括：51微控制器芯片，USB接口控制器，GPIF扩展接口；所述基于FPGA芯片的移动硬盘数据处理卡包括：FPGA芯片，I/O信号扩展接口，MEMS强链驱动电路，密钥处理模块，数据、控制信号分流模块，数据加密/解密模块；其中，移动硬盘数据处理卡驱动模块及身份认证模块，通过USB总线与USB移动硬盘接口芯片内部的USB接口控制器通讯，51微控制器芯片接收到USB总线指令后，通过GPIF扩展接口将其转化为IDE总线指令传输，移动硬盘数据处理卡的FPGA芯片接收从GPIF扩展接口传输来的IDE指令，在数据、控制信号分流模块对指令分析后，通过I/O信号扩展接口输出控制信号，驱动MEMS强链驱动电路进行解码动作，解码的同时，MEMS强链产生密钥信号，发送到密钥处理模块，判断正确码或错位码；若取得正确码，密钥处理模块传输密钥到数据加密/解密模块，并通过USB移动硬盘接口芯片向主机端的身份认证模块返回强链正常运行信号，确认身份认证成功，主机识别出移动硬盘，然后主机与移动硬盘之间通讯的所有信息，通过数据、控制信号分流模块进行分流，控制信号通过PIO方式传输，数据信号经数据加密/解密模块通过DMA方式传输，从而正确读写存储在移动硬盘内的加密信息；若判断错误码来临，密钥处理模块通过I/O信号扩展接口，发出复位相位，停止MEMS强链运行，开始MEMS强链的复位动作，同时通过USB移动硬盘接口芯片向主机端的身份认证模块返回强链异常运行信号，确认身份认证失败，主机无法识别移动硬盘，要求继续进行身份认证。