笔记本电脑和个人电脑硬盘被盗导致硬盘数据泄密,已成为信息安全领域人们关心的重要问题.保障硬盘数据机密性的基本安全技术是硬盘数据加密,但采用软件加密存在降低系统性能和自身安全性等问题.因此,比较切实可行的一个方案是开发硬盘加密芯片和加密卡,利用硬件加密方法对硬盘数据进行加密. 我们在课题研究中采用FPGA实现技术,遵循:FPGA设计流程及设计原则,在深入研究IDE接口技术和计算机密码学的基础上,独立设计出支持PIO和UDMA传输方式的IDE接口和兼顾速度和面积的高速T-DES加密模块,最终成功地实现了一个高传输性能、对操作系统完全透明的IDE存储加解密系统.该加解密系统可针对台式机、笔记本电脑和移动硬盘的IDE接口硬盘实现数据存储的实时加解密.经过大量的测试表明,该加解密系统能稳定运行7天无故障,加密方式下实测最大带宽72MBps. 本课题研究中IDE接口支持ATA/ATAPI-5协议中的UDMA传输方式,同时采用了速度和面积优化技术并设计出能模拟真实环境的仿真验证环境.与国内同期硬盘加密系统相比,本课题研究成果具有以下优势和特色:IDE接口支持UDMA 5传输方式,数据加解密基本不影响传输性能;无需设备驱动支持,不依赖任何操作系统;T-DES加密算法高速硬件实现能兼顾速度和面积并使两者相对最优. 本文详细介绍了IDE存储加解密系统涉及到的关键技术,包括IDE接口技术、T-DES加密算法高速硬件实现技术、芯片体系结构设计、芯片验证技术以及FPGA实现技术,并且结合本课题研究详细总结了:FPGA设计原则.掌握这些技术、灵活运用设计原则并复用某些IP核,不仅为后续的ASIC设计奠定基础,也对其它相关课题研究具有重大的意义.