基於FPGA的雲儲存安全系統研究與實現

基於FPGA的雲儲存安全系統研究與實現

北京交通大學 王崇森

本文對目前出現的雲存儲安全事件和流行的安全防護措施進行了深入研究,結合現有成果提出了一種新的雲存儲安全解決方案。 在用戶端與雲存儲伺服器之間架設一個可信的網路節點作為資料加密閘道,利用基於人臉識別的身份認證方法進行身份認證和FPGA硬體加速技術,使使用者資料通過可信閘道的加密後以密文的方式傳輸到雲端,來提高雲空間上存儲資訊的安全性。 此方案設計成一個片上系統的實現框架而可以嵌入到家用路由器中,具有廣泛的應用前景。 本設計選用2012年Xilinx公司與ARM聯合推出的Zynq-7000晶片,Zynq是業界第一款集成了ARM公司Cortex-A系列內核的軟、硬體全面可程式設計的平臺,利用此晶片來構建SOPC系統,並移植Linux系統, 結合Zynq的優勢和軟硬協同設計的思想,利用Cortex-A的性能優勢實現網路伺服器的設計和身份認證功能外,還利用硬體加速將耗時的加密演算法硬體化以提高吞吐率。 論文利用基於遠端可重配置思路實現了可實現多種不同安全等級的雲存儲安全系統,資料加密上傳整個流程平均速度大約4MB/S,下載後解密發送到用戶端的平均速度大約2MB/S。 論文的特色性工作主要體現在：一是雲存儲使用者登陸認證採用基於人臉的生物特徵認證；二是系統設計採取軟硬協同設計方法,優化了系統結構和提高了運行效率；再就是加密演算法由網路環境完成遠端可重配置,可實現不定期更換而提高安全性。

基於FPGA的雲儲存安全系統研究與實現