基于FPGA的网络协议信息隐藏技术研究

摘要

随着互联网的发展,信息安全已备受人们的关注。信息安全的实质就是要采取必要措施保护信息系统资源免受各种类型的威胁、攻击、干扰和破坏,即保证信息的安全性。信息的安全性主要是保证信息的完整性、保密性、可用性和可靠性。信息隐藏作为信息安全的一个重要分支,已成为各国学者研究的重点。
　　基于网络协议的信息隐藏与传统的信息隐藏相比,具有独特的研究价值与意义。当前的信息隐藏产品几乎都以软件方式存在,对使用环境和适用领域有一定的要求,不利于信息隐藏技术的推广和广泛应用。各种信息隐藏纯软件有自己的弊端,存在安全性、升级换代、不易集成到其他嵌入式设备上、还存在软件收费等问题。本文主要研究网络协议信息隐藏技术和实现方式,提出一种以 IP核实现信息隐藏的方法,并对该IP核的性能与应用进行了研究。
　　FPGA即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。IP核是知识产权核,是一种用硬件描述语言实现的,具有易修改、易配置、使用灵活等特点,软核的设计周期短,设计投入少,节省花费,已广泛运用到FPGA设计中。
　　论文首先对网络信息隐藏技术和IP核技术进行研究,说明了以IP核方式实现信息隐藏方法的可能性和必要性。然后介绍了IP核的总体设计,对信息隐藏IP核进行了模块划分,详细地介绍了各个模块的相互关系,解决了数据通道与处理问题。进一步地,通过介绍 TCP/IP协议首部各字段含义,分析并实现了在某些空闲字段中隐藏信息。最后对这几种方法进行了性能对比。
　　最后,论文对网络协议信息隐藏 IP核进行了功能测试与性能测试。功能测试主要验证此IP核的信息嵌入与信息提取,性能测试主要验证此IP核加入系统中的延时性,借此也说明了此IP核的应用环境。表明了信息隐藏IP核具有良好的实用性与应用前景。

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CONTENTS

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 信息隐藏技术研究现状

1.3 FPGA研究现状

1.4 论文主要内容及结构

1.5 本章小结

第2章 相关技术和开发工具

2.1网络协议

2.2网络协议信息隐藏技术

2.3 FPGA技术

2.4 IP核技术

2.5 IP核设计工具

2.6 本章小结

第3章 网络协议信息隐藏IP核总体设计

3.1 总体设计

3.2 数据获取模块结构设计

3.3 数据输出模块结构设计

3.4 控制模块结构设计

3.5 网络协议信息隐藏模块结构设计

3.6 本章小结

第4章 网络协议信息隐藏IP核模块设计

4.1数据获取模块设计

4.2 数据输出模块设计

4.3 控制模块设计

4.4网络协议的信息隐藏模块设计

4.5 本章小结

第5章 网络协议信息隐藏IP核测试与应用

5.1功能测试

5.2 网络传输时延测试

5.3 应用展望

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢