《電子技術應用》
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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。
中圖分類號：TN409 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256794
中文引用格式： 唐李楊. 基于UltraScale架構的數(shù)據(jù)加密方法研究[J]. 電子技術應用，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

隨著通信技術的發(fā)展，UltraScale芯片逐漸被應用于各個領域的復雜通信系統(tǒng)中。由于系統(tǒng)功能需求復雜度不斷提高，核心功能重要性隨之不斷提升，為了保護核心功能以及開發(fā)者的知識產(chǎn)權，主流的加密策略有外置加密芯片加密、內(nèi)置密鑰法加密以及DNA加密等。外置加密芯片方案是用戶程序和外置加密芯片之間進行數(shù)據(jù)交互[1-4]，需要硬件額外增加面積來實現(xiàn)加解密功能，并且對硬件布局布線產(chǎn)生影響，后續(xù)設備批量生產(chǎn)，外置芯片增加了系統(tǒng)的成本；內(nèi)置密鑰方案是用高級標準的加密算法對用戶數(shù)據(jù)碼流進行離線加密，用戶應用程序進行在線解密[5-6]，此方案使得用戶應用程序不易被竊取，但應用程序易被隨意復制，不能完全保護用戶的知識產(chǎn)權；DNA加密是利用芯片的DNA序列號進行離線加密后生成密鑰文件并存儲到存儲器中，用戶應用程序讀取密鑰文件進行在線解密[7]，此方法較好地解決了對核心功能以及知識產(chǎn)權的保護，但其存在邏輯網(wǎng)表中明文校驗結果易被篡改的風險。因此，設計一種安全有效的加密機制顯得尤為重要。

本文提出了一種基于UltraScale架構的數(shù)據(jù)加密方法。該方法將UltraScale芯片的PS和PL的DNA序列號和用戶自定義信息進行聯(lián)合加密，使用高標準的加密算法對明文信息進行離線加密，UltraScale芯片的PS和PL的應用程序分別進行在線解密，從而實現(xiàn)設備的加解密功能。


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作者信息：

唐李楊

（中國西南電子技術研究所，四川 成都610036）


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