PCIE密碼卡

伴隨云計(jì)算的發(fā)展，虛擬化技術(shù)作為其之一也取得了深刻的發(fā)展。但是，虛擬化也暴露出了各種安全問題，PCIE加密卡報(bào)價(jià)，解決這些問題的的手段就是虛擬環(huán)境的數(shù)據(jù)加密。但是目前虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)加密的方式還存在很多的不足，比如密鑰安全性不足，密碼算法性能低下等問題。在提出一個(gè)更為合理、安全、的解決方案，以適應(yīng)虛擬環(huán)境對(duì)于數(shù)據(jù)加密的需求。為解決密碼卡虛擬化下性能的不足，巧妙利用PCIe總線高帶寬的優(yōu)勢，通過SR-IOV技術(shù)，PCIE加密卡，輔以FPGA硬件作為運(yùn)算加速平臺(tái)，成功設(shè)計(jì)出基于SR-IOV虛擬化技術(shù)的高速密碼卡。該密碼卡兼顧了現(xiàn)有計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)架構(gòu)，在開啟SR-IOV功能后，可以更好得適應(yīng)支持SR-IOV技術(shù)的硬件平臺(tái)，為計(jì)算平臺(tái)提供了高速的虛擬化密碼服務(wù)。在實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)密碼卡SHA1密碼算法的硬件加速前提下，借用SR-IOV中VF的特性將其推廣到虛擬機(jī)內(nèi)部，解決軟件模擬密碼卡固有的無法有效進(jìn)行物理隔離的問題。

PCIE密碼卡

PCI的更高發(fā)展PCIe比以前的標(biāo)準(zhǔn)有許多改進(jìn)，包括更高的大系統(tǒng)總線吞吐量，更低的I/O引腳數(shù)量和更小的物理尺寸，更好的總線設(shè)備性能縮放，更詳細(xì)的錯(cuò)誤檢測和報(bào)告機(jī)制（錯(cuò)誤報(bào)告，PCIE加密卡供應(yīng)，AER）和本機(jī)熱插拔功能。 PCIe標(biāo)準(zhǔn)的更新版本為I/O虛擬化提供了硬件支持。PCI Express電接口也用于各種其他標(biāo)準(zhǔn)，值得注意的是作為筆記本電腦擴(kuò)展卡接口的ExpressCard以及作為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)接口的SATA Express。PCI Express 2.0規(guī)范的主要在數(shù)據(jù)傳輸速度上做出了重大升級(jí)，即從以前的2.5GT/s總線頻率翻倍至5GT/s，PCIE加密卡公司，這也就是說以前PCI Express 2.0 x16接口能夠翻番達(dá)到驚人的8GB/s總線帶寬（1GB/s=8Gbps）。PCI-E 3.0是生產(chǎn)中可用于主流個(gè)人電腦的擴(kuò)展卡的新標(biāo)準(zhǔn)。也有還未退市的PCI-E（即1.0版）。而在2009年的第二季度發(fā)布的AMD RD890芯片組將支持PCI-E 3.0版本。2.0比1.0帶寬提高一倍，而3.0比2.0版帶寬又提升一倍，為5GHz x 4。

PCI-E密碼卡主要功能

SM1、SM4算法支持SM1、SM4等算法的ECB、CBC等模式；支持基于SM1、SM4 等算法的MAC消息鑒別碼的產(chǎn)生與驗(yàn)證。SM2算法支持基于SM2算法的數(shù)字簽名與驗(yàn)證、加密與；支持SM2算法的密鑰對(duì)生成；

支持基于SM2算法的密鑰協(xié)商。SM3算法支持基于SM3雜湊算法的數(shù)據(jù)摘要產(chǎn)生與驗(yàn)證。SM9算法支持基于SM9算法的數(shù)字簽名與驗(yàn)證、加密與；支持SM9算法的密鑰對(duì)生成；

支持基于SM9算法的密鑰協(xié)商。隨機(jī)數(shù)生成采用物理噪聲源產(chǎn)生真隨機(jī)數(shù)。密鑰管理支持不同算法的密鑰生成與銷毀、導(dǎo)入與導(dǎo)出、備份與恢復(fù)；采用三級(jí)密鑰保護(hù)體系，保證密鑰安全。硬件接口支持PCI-Ex4接口；可定制開發(fā)mini PCIE、USB以及用戶自定義接口。軟件接口支持國密SDF接口，符合GMT 0018-2012《密碼設(shè)備應(yīng)用接口規(guī)范》；支持PKCS#11、JCE 等接口，支持對(duì)接口的定制開發(fā)；

支持在操作系統(tǒng)內(nèi)核與應(yīng)用層調(diào)用密碼卡編程接口；

支持多卡并行調(diào)用，支持用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)的多進(jìn)程、多線程調(diào)用。操作系統(tǒng)支持支持Windows、Linux、Unix、FreeBSD等32/64位操作系統(tǒng)。支持基于龍芯、飛騰、申威（神威）、海思、兆芯等國產(chǎn)處理器的操作系統(tǒng)。

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