基于UltraScale架构的数据加密方法研究
电子技术应用
唐李杨
中国西南电子技术研究所
摘要： 针对航空通信机载设备核心功能以及知识产权的保护，结合UltraScale芯片的架构特点，研究并提出了一种基于UltraScale架构的数据加密方法。该方法将UltraScale芯片的PS和PL的DNA序列号以及用户自定义信息进行联合加密，并设计了一种明文信息校验格式，采用离线加密和在线解密的方式完成设备加解密功能。实验结果表明，提出的设计方法有效可行，设备加解密功能正常，提高了设备的安全性，有效保护了用户知识产权。目前，该技术已在航空通信多型设备中得到应用，具有较强的实用性。
中图分类号：TN409 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256794
中文引用格式： 唐李杨. 基于UltraScale架构的数据加密方法研究[J]. 电子技术应用，2026，52(1)：38-42.
英文引用格式： Tang Liyang. Research on data encryption method based on UltraScale architecture[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(1)：38-42.
中文引用格式： 唐李杨. 基于UltraScale架构的数据加密方法研究[J]. 电子技术应用，2026，52(1)：38-42.
英文引用格式： Tang Liyang. Research on data encryption method based on UltraScale architecture[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(1)：38-42.
Research on data encryption method based on UltraScale architecture
Tang Liyang
Southwest China Institute of Electronic Technology
Abstract： This article studies and proposes a data encryption method based on the UltraScale architecture for the protection of core functions and intellectual property rights of aviation communication airborne equipment, combined with the architectural characteristics of the UltraScale chip. This method jointly encrypts the DNA sequence numbers of UltraScale chips' PS and PL, as well as user-defined information, and designs a plaintext information verification format that uses offline encryption and online decryption to complete device encryption and decryption functions. The experimental results show that the design method proposed in this article is effective and feasible, the encryption and decryption functions of the device are normal, the security of the device is improved, and the user's intellectual property is effectively protected. At present, this technology has been applied in various types of aviation communication equipment and has strong practicality.
Key words : UltraScale architecture；data encryption；DNA acquisition；key storage；encryption and decryption algorithm
引言
随着通信技术的发展，UltraScale芯片逐渐被应用于各个领域的复杂通信系统中。由于系统功能需求复杂度不断提高，核心功能重要性随之不断提升，为了保护核心功能以及开发者的知识产权，主流的加密策略有外置加密芯片加密、内置密钥法加密以及DNA加密等。外置加密芯片方案是用户程序和外置加密芯片之间进行数据交互[1-4]，需要硬件额外增加面积来实现加解密功能，并且对硬件布局布线产生影响，后续设备批量生产，外置芯片增加了系统的成本；内置密钥方案是用高级标准的加密算法对用户数据码流进行离线加密，用户应用程序进行在线解密[5-6]，此方案使得用户应用程序不易被窃取，但应用程序易被随意复制，不能完全保护用户的知识产权；DNA加密是利用芯片的DNA序列号进行离线加密后生成密钥文件并存储到存储器中，用户应用程序读取密钥文件进行在线解密[7]，此方法较好地解决了对核心功能以及知识产权的保护，但其存在逻辑网表中明文校验结果易被篡改的风险。因此，设计一种安全有效的加密机制显得尤为重要。
本文提出了一种基于UltraScale架构的数据加密方法。该方法将UltraScale芯片的PS和PL的DNA序列号和用户自定义信息进行联合加密，使用高标准的加密算法对明文信息进行离线加密，UltraScale芯片的PS和PL的应用程序分别进行在线解密，从而实现设备的加解密功能。
本文详细内容请下载：
https://www.chinaaet.com/resource/share/2000006910
作者信息：
唐李杨
（中国西南电子技术研究所，四川 成都610036）
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