ARMベースの3DES暗号化アルゴリズムの実装（2）

ARMベースのハードウェア実装

3DESアルゴリズムと一般的な組み込みアプリケーションの要件に応じて、ARM マイクロプロセッサに基づく組み込みシステムが設計されています。システムのコアにはSamsung S3C2410プロセッサが使用され、オペレーティングシステムには組み込みLinuxが使用されています。暗号化されたデータは NANDFLASH などのストレージメディアに保存でき、暗号化された結果は LCD 画面に直感的に表示され、ユーザーインタラクションが可能になります。

この設計プロセスにおいて、難しいのはグラフィック表示と暗号化機能の実装です。ここで、MiniGUIを移植し、その上で表示プログラムを開発することで、両者の接続が完了します。実験結果から、3DESアルゴリズムの実証効果がわかります。システム全体の具体的な実装は以下のとおりです。

1. システム設計ブロック図

システムの中核部分は ARM マイクロプロセッサであり、ARM マイクロプロセッサとその他の機能ユニットで構成され、完全な組み込みシステムを形成します。ここでの ARM マイクロプロセッサは、ARM920T コアに基づく S3C2410 プロセッサチップであり、動作周波数は最大 200MHz です。周辺には、64MB の NAND FLASH と 64MB の RAM、キーボードインターフェイス、シリアルポート、CPLD デコードユニット、ネットワークユニット、音声ユニット、LCD、タッチスクリーンなどが含まれます。上記のコンポーネントが組み合わさって、組み込みシステムのハードウェアプラットフォームが構築されます。システムのコアフレームワークを図 3 に示します。

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2. オペレーティングシステムの移植

このシステムは組み込み Linux システム上に構築されているため、まず Linux システムを ARM プロセッサに移植する必要があります。 Embedded Linux は、組み込みオペレーティングシステムの要件に従って設計された小型のオペレーティングシステムです。システムは、カーネルと、ニーズに応じてカスタマイズされたいくつかのシステムモジュールで構成されます。

動作環境を構築するには、まず BootLoader を組み込みシステムに移植します。BootLoader を通じて、CPU、SDRAM、FLASH、シリアルポートなど、システムボード上の主要コンポーネントを初期化できます。メモリ空間のマッピングを割り当てて、システムのハードウェアおよびソフトウェア環境を適切な状態にし、オペレーティングシステムへの最終的な呼び出しに適切な環境を準備します。

Linux カーネルは、安定バージョンの linux-2.4.18 カーネルを使用します。このシステムは、シンプルで小型、読み取り専用の圧縮可能なファイルシステムとして設計された Cramfs ファイルシステムを使用しているため、組み込みファイルシステムとして使用するのに非常に適しています。ツールソフトウェア BusyBox と Mkcramfs を使用して、Cramfs ファイルシステムを作成できます。ファイルシステムが完成したら、開発ボードにダウンロードすると、Linux システムが正常に動作していることが確認できます。

3.MiniGUIグラフィカルインターフェース表示

MiniGUI は、組み込みデバイス用のクロスオペレーティングシステムグラフィカルインターフェイスサポートシステムです。MiniGUI は、リアルタイム組み込みオペレーティングシステム向けの非常に完全なグラフィックスおよびユーザーインターフェイスサポートを提供します。 MiniGUI は小型で柔軟性があり、中国語のサポートが優れています。技術アーキテクチャの観点から見ると、MiniGUI には、入力抽象化レイヤー、出力抽象化レイヤー、メッセージモジュール、ウィンドウモジュール、グラフィックスデバイスインターフェイスモジュールなど、いくつかのモジュールが含まれています。 MiniGUI コンポーネント。

MiniGUI をこのハードウェアシステムで実行できるようにするには、MiniGUI を S3C2410 開発プラットフォームに移植する必要があります。まず、クロスコンパイルチェーンをインストールし、関連リソース libminigui-1.3.4 をダウンロードします。タール。 gz、minigui-res-1.3.3。タール。 gz の場合、対応する構成とクロスコンパイルを行った後、対応するライブラリを Cramfs ファイルシステムのディレクトリにコピーし、Mkcramfs ツールを使用してファイルシステムを再度作成できます。アプリケーションの場合、クロスコンパイル後に実行可能プログラムを実行するだけで済みます。

このシステムは、3DES のデモンストレーション出力として MiniGUI グラフィカルインターフェイスを使用します。メッセージメカニズムは、MiniGUI を実行するための基盤です。アプリケーションは、メッセージを受信することで外部と対話します。メッセージはシステムとアプリケーションによって生成されます。たとえば、ウィンドウが作成されると、システムは MSG_CREAT メッセージを生成し、ユーザーがウィンドウに対して実行するさまざまな操作によって、一連の対応するメッセージが生成されます。

システムは論理フォント出力を使用します。論理フォントを作成する関数は Create-LogFont で、論理フォントを指定するためにデバイス hdc ユーティリティを設定する関数は SelectFont です。 TextOut を出力として使用する場合、メイン関数の一部は次のようになります。

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show(hdc) の呼び出しは、3DES 暗号化アルゴリズムの特定の実装です。実験の簡単なデモンストレーション結果を図 4 に示します。実験結果によると、システムは正しい暗号化および復号化機能を実現できるため、ARM ベースの組み込み 3DES 暗号化システムを使用してデータを暗号化し、情報のセキュリティを確保できます。この組み込みマイクロプロセッサを使用する方法は、実装が簡単で、サイズが小さく、他のシステムへの移植が容易です。FPGA を使用する方法と比較して、実装が柔軟で、システムの複雑さが低くなります。

要約する

3DES 暗号化アルゴリズムは、組み込みシステムの特性を組み合わせて、ARM ベースの 3DES 暗号化アルゴリズムのシステム設計を実現します。3DES アルゴリズムの原理と暗号化システムの実装プロセスを詳しく説明し、デモンストレーション結果を示します。このシステムは便利で、柔軟性があり、サイズが小さく、カスタマイズ可能であるなど、実際のアプリケーションにおいて一定の参考意義を持っています。詳細については、「3DESアルゴリズムの原理」をお読みください。

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