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WiMAX是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术,是一种全IP的开放平台结构。国际电信联盟(ITU)己批准移动WiMAX成为全球第四大3G标准。
但由于无线传输信道的开放性,其安全机制存在的保密性问题尤为突出。因此IEEE802.16e-D4本中引进了AES-CCM加密封装协议,该协议采用128位密钥的AES算法,结合用于数据保密和用于数据完整性鉴权的CCM模式,以及相应报文封装结构,极大得解决了保密性缺乏抗重放保护和加密算法不安全的问题。
首先,本文以WiMAX接收机为例,介绍了WiMAX接收机及其基带芯片的结构,说明了AES-CCM加密封装协议在基带芯片中的作用。设计实现了AES-CCMIP(知识产权)核,该核作为基带芯片嵌入式处理器的协处理器,其接口遵循基带芯片嵌入式处理器的片上总线结构和时序规则。同时设计实现了AES加解密IP核。
其次,给出了AES—CCM核的总体框架、描述方式及设计流程,详细说明了AES-CCM核的模块划分、接口时序及设计实现方法,并介绍了各子模块的功能、设计实现方法以及与其他模块的接口。本文同时给出了AES算法加密IP核与解密IP核的整体结构及接口时序,并介绍了AES核各子模块的功能和设计实现方法。
再次,对AES核和IAES—CCM核进行了逻辑综合、布局布线、静态时序分析、功能仿真、时序仿真,在FPGA芯片上进行了下载验证。对IP核工作频率、占用资源、吞吐率等参数进行了分析。最后总结本文所做工作,提出下一步工作的方向。