FPGA在运行期间,把配置文件存储在SRAM中。SRAM是易失性的。掉电之后会丢失,所以FPGA每次上电都要从外部的Flash中加载数据到FPGA。这样在加载时Flash中的数据很有可能被拦截,被拦截的数据如果没有被加密则很有可能被盗用。
通俗的讲加密的原理就是,用户用自己的密钥把配置文件进行加密,并把密钥烧写到FPGA;FPGA通过该密钥再对配置文件解密,并把解密后的数据存放在SRAM中。
这里以一个实验来描述AES的操作步骤,软件采用QuartusPrame 18.1 Standard版本,硬件采用的是arrow的Cylone V soc demo板。
步骤如下:
1、通过用户寄密钥生成.ekp 文件,并加密配置数据。
2、将用生成的密钥加密编程到FPGA 中。
3、配置FPGA 器件。
1、通过用户寄密钥生成.ekp 文件,并加密配置数据。
这里以Arria10为例。
在菜单File -》 Convert Programming File
选择sof烧写文件,点击Properties,打开Bitsteam Encryption对话框。
添加密钥的两种方式,一种是手动256位16进制数字,一种是添加文件。
(1)添加key文件。
key文件的后缀为.key。格式为:
The “#” symbol is used to denote comments. Each valid key line has the following format: 《key identity》《white space》《256-bit hexadecimal key》。
(2)通过按键输入密钥
点击Add。在这里Key Name我们命名为‘aa‘,Key要求256位,这里手动添加了’0123456789abcfef0123456789abcfef0123456789abcfef0123456789abcfef’。这让我想起以做加密的时候遇到的一个问题:就是数据的LSB是指0还是指f呢?当然这里是完全不需要关注的。
设置完成后点击ok,再Convert Programming File对话框中的Generate就生成了加密的.ekp和加密和配置文件(这里以jic为例)。
2、将用生成的密钥加密编程到FPGA 中。
FPGA 内嵌一个专用的解密模块,通过运用AES 算法对采用用户定义的256-bit 密钥的配置数据进行解密。您必须在接收到加密数据前将用户定义的256- bit 密钥写入器件中。
FPGA 支持易失性以及非易失性密钥存储。易失性密钥需要电池来存储和更新密钥,而
非易失性密钥存储仅支持对一个密钥进行编程,不需要电池。电池的供电PIN为VCCBAT.
并通过Tools-》Options-》Programmer来配置烧写的密钥寄存器位置。
勾选Configure volatile design security key when available来配置易失性密钥寄存器。
不勾选 Configure volatile design security key when available则配置非易失性密钥寄存器。
mode模式选择JTAG.先烧写.ekp文件到密钥寄存器,再烧写jic文件配置器件。
下图是烧写时可能遇到的错误。
3、配置FPGA 器件。
FPGA 内嵌一个专用的解密模块,通过运用AES 算法对采用用户定义的256-bit 密钥的配置数据进行解密。FPGA上电之后会把配置芯片的数据加载到FPGA通过密钥和解密模块对加密的数据进行解密,再把解密后的配置数据加载到SRAM中去。
要说明的是成功地将易失性密钥编程到FPGA 器件中后,该器件既能够接受加密的配置数据,也能够接受未加密的配置数据。如果用带有使用错误的密钥进行加密的配置文件对FPGA 进行配置,都将导致配置的失败。如果这种情况发生,那么来自FPGA 的nSTATUS 信号将变低。
另外FPGA还可以设置篡改保护位,对FPGA的烧写应用会也有很大的影响。详细的文档说明请看an556,an556_cn.
文章出处:【微信公众号:FPGA及视频处理】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
编辑:jq
-
FPAG
+关注
关注
0文章
10浏览量
12037
原文标题:intel FPAG AES应用笔记
文章出处:【微信号:gh_c3e093594afc,微信公众号:FPGAfighter】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
发布评论请先 登录
相关推荐
评论