随着半导体技术的不断发展，FPGA广泛应用于各个领域。FPGA可配置的特点为器件产品的更新升级和维护提供了可行性。目前很多器件厂商都提供了相关支持FPGA远程升级的技术，而面对各种市场竞争及网络安全问题，保证远程升级数据的安全性也是一个重要的方面。本文针对FPGA器件的升级维护问题，设计了一种FPGA系统远程升级安全机制。该机制采用数据加密和签名认证技术保证配置文件传输的机密性、完整性和不可否认性；采用数字信封技术加密使用的会话密钥；采用网络传输技术将远程服务器端加密签名过的配置文件发送到本地目标系统，经过解密认证后写入非易失性存储器，进而实现系统的远程升级。基于国密算法SM2、SM3和SM4实现服务器端和本地客户端的数据加解密和身份认证，使用Winsock API实现配置文件的网络传输，在Virtex-II Pro开发平台上实现FPGA更新配置，对该机制进行了验证。最后，本文对系统的安全性进行了分析，分析结果表明，本文所设计的机制具有较高的安全性，对FPGA系统远程升级技术的发展具有一定的理论意义。