随着集成电路设计技术的发展,芯片规模的增加异常迅猛,几乎每18个月就会增加一倍。芯片系统集成(SoC)技术受到了业界的普遍重视,其发展也是日新月异。USB设备控制器作为SoC芯片中非常重要的外围接口控制器,在PC机和嵌入式系统,特别是在存储设备领域得到了很广泛应用。本文在设计实现了传统USB设备控制器的基础上,提出了一套USB接口的安全策略,并给出了具体的实现方案,设计实现了USB接口的密码安全系统──ETI_SecUSB,以解决易丢失、明文存储、明文传输等大多数USB设备存在的安全隐患,得到了很好地安全保密效果。具体地讲,有以下几点贡献:1.对USB设备所面临的安全问题进行了详细地描述和分析,提出了一套USB设备控制器的安全策略,并基于Diffie-Hellman协议设计了一个主机与USB设备的认证密钥协商协议,以解决假冒攻击、重放攻击、前向保密等安全问题。2.基于传统USB设备控制器设计理论,经过细致的软硬件功能划分,设计实现了一款面向密码安全应用的USB设备控制器,完善地实现了本文提出的安全策略。3.在深入研究驱动程序的设计原理的基础上,结合密码软件实现技术,将本文提出的安全策略合理地实现于驱动程序中,软件系统与硬件系统共同构成了USB接口密码安全系统——ETI_SecUSB。4.提出了适用于ETI_SecUSB的FPGA测试方法,合理地构成了测试回路,采用多种工具对安全策略的实现进行了细致地测试验证。本文从理论和实现两个方面较详细地介绍了USB接口密码安全系统ETI_SecUSB的设计过程和相关技术要点,获得了设计密码芯片系统集成的宝贵经验,更为以后设计更加复杂的IP核打下了良好的基础。