引 言
IPSe[1]作为一种实现VPN的安全协议体系,目前已在VPN设备中广泛使用。但是,随着千兆位高速网络的技术发展,对VPN设备在时效性等方面提出了更高的要求。因此,必须从体系结构等方面,研究新的技术方法实现IPSec。在IPSec安全设备中,SoC技术将是一种较好的选择。soC将系统的CPU、I/O接口、存储器、算法、协议处理等模块全部集成到单一半导体芯片上CONTROL ENGINEERING China版权所有,实现IPSec协议的全部功能,成为构筑IPSec安全设备的核心部件,极大地提高了高速V。PN网络的安全性、可靠性、时效性以及较高的性能价格比。
1 IPSec协议
IPSec协议是因特网工程任务组(IETF)针对TCP/IP协议没有安全机制的严重缺陷而专门制定的IP安全标准,用以在IP层实现访问控制、无连接完整性、数据源验证、抗重播、数据加密和有限的业务流机密性等
有关协议的解释如下:
①AH[2] (Authentication Header)是一个安全协议头,在传输模式下为IP层数据流提供数据完整性、数据源身份认证、一些可选的和有限的抗重播服务。
②EsP[3] (Encapsulating Security Payload)是一个插入到IP数据报内部的协议头,为IP层流量数据提供机密性、数据源身份认证、抗重播以及数据完整性等安全服务。
③认证与加密算法是IPSec实现安全数据传输的核心,其中,加密算法用于ESP,可以采用DES、IDEA等密码算法;认证算法用于AH,可以采用3DES、RC5等算法。
④IKE[4](Internet Key Exchange)是密钥交换协议,用于在IPSec通信双方建立共享安全参数及验证过的密钥,以建立一种安全关联关系。
⑤DoI(Domain of Interpretation)是一个单独的文档www.cechina.cn,用于存放IKE协商的参数。
⑥SA(Security ASSOCiation)是安全关联协议CONTROL ENGINEERING China版权所有,是主机、路由器两个应用IPS ec实体之间的一种单向逻辑连接。sA有安全策略库(sPDB)和安全关联库(sADB),存储了安全策略的具体细节,包括保护的内容、保护的方式、保护通信数据的主体等策略。
2 SoC技术
目前,SoC平台主要用于CSoC、SoPC、EPGA等芯片开发。其中,CSoC称为可配置系统级芯片,一般包括1个处理器内核、可编程逻辑阵列和其它一些通用部件;SoPC是可编程的单芯片系统CONTROL ENGINEERING China版权所有,如Altera的Nios内核模块;EPGA是以FPGA为主体的SoC芯片。使用这些SoC开发平台,可以充分利用系统级芯片集成度高和性能优越的特点,灵活设计开发各种专用Soc芯片。
(1)开发平台的选择
SoC平台开发套件包括:各种工具与资源软件、可以重构的硬件电路结构验证平台和使用说明书等。其可用软件资源包括:供选用的多种嵌入式处理器核,硬件模块设计语言及其编译器,仿真、综合和布局、布线工具等;设计语言包括HDL、C/C++等。开发平台的选择取决于器件的来源:当选用商品化器件时,可以选择Altera的SOPC开发环境QUARTUSII;当选择自主研发Soc时,应使用相关的专用开发平台。
(2)lP库的选择
IP库的选择应针对器件类型,选择通用的IP核。对安全性要求较高的算法模块www.cechina.cn,应采取访问控制、抗解剖分析等技术措施;对可变逻辑模块,应采用FPGA,以保证可编程的特点。
(3)芯片结构的选择
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