基于FPGA的云储存安全系统研究与实现

北京交通大学 王崇森

本文对目前出现的云存储安全事件和流行的安全防护措施进行了深入研究,结合现有成果提出了一种新的云存储安全解决方案。在客户端与云存储服务器之间架设一个可信的网络节点作为数据加密网关,利用基于人脸识别的身份认证方法进行身份认证和FPGA硬件加速技术,使用户数据通过可信网关的加密后以密文的方式传输到云端,来提高云空间上存储信息的安全性。此方案设计成一个片上系统的实现框架而可以嵌入到家用路由器中,具有广泛的应用前景。本设计选用2012年Xilinx公司与ARM联合推出的Zynq-7000芯片,Zynq是业界第一款集成了ARM公司Cortex-A系列内核的软、硬件全面可编程的平台,利用此芯片来构建SOPC系统,并移植Linux系统,结合Zynq的优势和软硬协同设计的思想,利用Cortex-A的性能优势实现网络服务器的设计和身份认证功能外,还利用硬件加速将耗时的加密算法硬件化以提高吞吐率。论文利用基于远程可重配置思路实现了可实现多种不同安全等级的云存储安全系统,数据加密上传整个流程平均速度大约4MB/S,下载后解密发送到客户端的平均速度大约2MB/S。论文的特色性工作主要体现在：一是云存储用户登陆认证采用基于人脸的生物特征认证；二是系统设计采取软硬协同设计方法,优化了系统结构和提高了运行效率；再就是加密算法由网络环境完成远程可重配置,可实现不定期更换而提高安全性。  

基于FPGA的云储存安全系统研究与实现