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随着电子与通信技术的发展,在民事和刑事司法调查中,越来越多的证据以电子文件形式存在,针对电子证据的保全要求越来越高。本文设计了一个基于FPGA硬件实现的硬盘只读锁,它能作为司法侦察过程中,嫌疑硬盘等电子证据存储介质的保全设备。消息摘要是一种可以用来验证消息完整性和原始性的机制或服务。针对司法取证的应用场合,它能够确保电子证据的原始性(即没有被修改、插入或删除)。MD5散列算法是应用最为广泛的消息摘要算法之一,具有执行效率高,运算轮数少的特点,因此被选为硬盘只读锁的加密算法。本文对基于MD5信息摘要算法的硬盘只读锁FPGA实现进行了研究,该硬盘只读锁能够应用到司法电子取证领域,作为电子证据存储介质的写保护设备。硬盘只读锁采用USB外部总线标准,来负责硬盘只读锁与计算机和移动存储介质之间的连接与通信。本文设计的硬盘只读锁能够在数据传输的接口层阻止数据的写入通道,进而有效保护嫌疑移动存储介质上的电子证据,使之在获取以及分析的过程中不能被篡改。同时,本文通过采用FPGA硬件实现了MD5算法,大大提高了消息摘要实现的速度,并且在设计中对算法实现进行了优化,降低了算法实现的硬件资源。本文选用Altera公司的DE2开发板作为系统的FPGA开发硬件平台。采用自顶而下设计方法进行系统划分后,深入研究了系统核心算法MD5散列算法的FPGA实现结构,采用循环迭代的四级流水线结构,实现了MD5散列算法模块。然后,利用DE2开发板上的ISP1362 USB控制芯片和IP核可重用技术,分别设计硬盘只读锁与存储介质的USB主机接口和硬盘只读锁与计算机的USB设备接口。硬盘只读锁的整个设计过程是在Quartus II环境下,编写Verilog HDL代码完成,使用Modelsim SE完成系统仿真测试。系统硬件测试表明:本文的硬盘只读锁不仅能够实现电子证据的只读保全功能,而且具有对电子证据的MD5散列值计算较快执行速度和较大的吞吐率。测试结果与其他用FPGA实现MD5算法相比,本文具有相对较快的速度和较大吞吐量,并且速度面积比得到显著提高。