随着人们参与的网络活动越来越频繁,计算机网络信息传输已成为教育、国防、电子商务和银行等领域的常用数据交换手段,并且逐步渗透到社会各个领域,对数据安全要求越来越严格和复杂。加密技术是实现数据安全的一种重要手段,加密技术分为两大类,一类是软件加密技术,另一类是硬件加密技术。软件加密的优点是成本低,但是需要CPU参与计算,消耗系统资源,加密速度慢。硬件加密具有速度快、可靠性高等优点。因此,对硬件加密卡的研发具有重大的意义。目前多数硬件加密卡的设计方案是主控制器芯片外加加密处理芯和一些接口控制芯片,加密卡与主机通讯采用PCI接口,这类方案集成度比较低、安全性差、受制于PCI传输速率,加密效率低。针对上述问题,本课题研制的加密卡采用了飞思卡尔全新的C2x0加密协处理器,该芯片内部集成了PowerPC架构处理器核、硬件加密处理单元、PCI Express控制器以及其它外设接口控制器等。因此,整个加密卡集成度比较高,该芯片具有私钥安全保存机制功能,提高了加密的安全性,该加密卡采用通过PCI Express总线与主机端进行数据交互,数据传输速率不再是影响加密速率的瓶颈。本文从硬件和软件两方面对加密卡进行介绍。硬件方面介绍了C2x0芯片相关特性,在此基础上阐述了加密卡硬件平台设计,详细介绍了各个硬件模块。软件部分分别介绍了加密卡系统软件的设计即嵌入式Linux系统的移植和对加密卡上运行加密软件进行分析和论述,深入剖析了Linux下UIO驱动基本架构和运行机制,从UIO驱动内核部分的实现、用户态接口、相关硬件初始化,加密过程、秘钥管理等方面详细讨论了加密卡端软件的开发过程。最后,讨论了主机端驱动的设计,介绍了Linux下PCI-E驱动的设计及针对OPENSSL加密应用提供的接口设计。