基于FPGA的DES掩码算法硬件设计与实现

随着FPGA芯片在安全领域上的广泛应用,有关FPGA密码芯片的抗DPA研究也越来越受关注,但目前的研究成果大多针对智能卡的安全防护.针对功耗分析技术的特点及关键技术,特别是DPA技术进行研究,提出了具体的改进防御方法.使用硬件描述语言VHDL在现场町编程门阵列(FPCA)上实现具备加密/解密功能的DES核,采用掩码方法对DES硬件结构进行改进,通过仿真和实验进行功能验证,改进的加密算法结构性能符合要求,在理论上具有抗DPA攻击的能力.     

集成电路电磁辐射与数据相关性研究

为了减少集成电路密码芯片工作时的电磁信息泄漏,设计具有防护能力的加密芯片.在研究CM06集成电路电磁辐射原理的基础上,分析了电磁辐射产生数据相关性的机理.以电偶极子为模型,简化了电磁计算的方法,对基本的CMOS电路工作过程进行分析.采用TSMC 0.18工艺设计CMOS反相器,并对该反向器进行电磁辐射仿真.建立评估模型并对金属层电磁辐射的信息泄漏进行评估.结果表明,电路工作时NMOS金属层、PMOS金属层和输出线的金属层产生的电磁辐射均会导致信息泄漏,长度相等时,输出线金属层的电磁信息泄漏更强.     

基于TMR-EHW的高可靠性电机控制系统

为提高恶劣环境中控制系统的可靠性,将三模块冗余（TMR）容错与演化硬件（EHW）自修复相结合,实现基于TMR—EHW结构的现场可编程门阵列电机控制系统。该系统利用TMR快速发现和定位故障,屏蔽出错模块并保持容错运行,利用EHW进行自修复,使出错模块恢复正常工作,系统可靠性得到提高。     

基于数据库和可视化技术的翅片管换热器仿真

构建了翅片管换热器的性能仿真系统的整体框架，通过引入数据库技术和可视化技术，结合换热器分布参数仿真模型，实现了该仿真系统。该系统具有分工明晰的输入、仿真和输出模块，能方便用户输入仿真参数，准确快捷地对翅片管换热器性能进行仿真，并以各种形象直观的方式输出仿真结果。     

析湿工况下开缝翅片管换热器空气侧热质比拟关系特性分析

对开缝翅片管换热器在析湿工况下空气侧热质比拟关系进行试验研究,分析翅片间距和入口相对湿度对空气侧热质比拟关系特性的影响.研究结果表明,随着翅片间距的增加,热质比拟关系值逐渐增大.当入口水温为12℃时,随着入口相对湿度的增加,热质比拟关系逐渐增加,而当入口水温为6℃时,入口相对湿度对热质比拟关系几乎没有什么影响.试验得到的热质比拟关系值的范围为0.5～3.7,刘易斯关系式对于开缝翅片管换热器不适用.利用多元线性回归的方法开发热质比拟关系hδ(hmcp,a)的关联式,所开发关联式在±15%误差范围内能涵盖87.3%的试验数据,平均误差为7.1%.此外,在数据处理过程中,提出一个新的参数--传质翅片效率,以此来求解空气侧的传质系数.     

R410A-油混合物在7 mm强化管内流动沸腾的换热特性

实验研究了环保替代制冷工质R410A-润滑油混合物在强化管内的流动沸腾换热特性,探索了质流密度、干度和平均油浓度对换热特性的影响。实验测试管为内螺纹强化管,长度为2000 mm、外径为7.0 mm。实验结果表明,纯制冷剂R410A的传热系数随干度的增大先增大后减小,峰值出现在干度为0.7～0.8左右;对于R410A-油混合物,在干度小于0.5的工况下,油的存在增强换热,在干度大于0.6的高干度情况下,传热系数随平均油浓度和干度的增大迅速降低。基于混合物性开发了R410A-油混合物在7 mm强化管内流动沸腾的换热关联式,新的关联式预测值与89%的实验数据的误差在±30%以内,平均误差为17.3%。     

基于分组的CAN总线容错优先级分配策略

电磁干扰(EMI)可能造成CAN总线传输错误,影响CAN总线通信的实时性和可靠性;提出一种基于分组的容错优先级分配策略,旨在提高电磁干扰下CAN总线通信的实时性和可靠性;该策略将消息集按照关键性消息和一般性消息进行分组,并搜索分组后消息子集的容错优先级分配顺序;在总线速率为125 kbit/s,每秒平均错误数量为10个的条件下进行实验;实验结果表明,该策略可以有效降低关键性消息子集的最糟糕截止期失效概率(WCDFP),提高CAN总线通信的实时性和可靠性.     

蒸发器建模仿真与试验的比较

采用稳态分布参数模型对R134a单元机的蒸发器进行仿真。使用改进的Kattan模型对R134a在光滑管内的流动形式进行划分,从而得出流型图。根据流型图,应用不同表达形式的关联式计算管内局部沸腾换热系数。CCWang的模型用于计算百叶窗形翅片管式蒸发器的表面换热系数及压降。析湿系数通过试验数据建立的数据库确定。在仿真过程中,应用隐式三次多项式拟合模型计算R134a的物性。将仿真结果与试验数据对比发现,仿真值能够较为真实的反映机组的运行状态。通过误差分析得出制冷量的平均相对误差为1．12％,出风干球温度的平均相对误差为1．25％,出风焓的最大相对误差为0．88％,R134a出口温度的平均相对误差为4．0％。     

带亲水层波纹翅片管换热器空气侧特性的参数影响分析

为了确定翅片间距、管排数和入口空气相对湿度等参数对析湿工况下带亲水层波纹翅片空气侧特性的影响,对7个带亲水层的波纹翅片管换热器进行了试验研究,并分别以Colbum换热因子和Fanning摩擦因子来反映空气侧换热和压降特性。结果表明,换热和摩擦因子都随着翅片间距的减小而增大。换热因子随着管排数的增加而减小,而摩擦因子受管排数的影响不显著。当入口相对湿度增大时,换热因子增大,而摩擦因子则几乎不变。入口水温越低,则入口空气相对湿度对换热因子的影响越显著。     

基于虚拟仪器的差分功耗分析攻击平台

差分功耗分析攻击利用嵌入式加密系统功耗泄漏信号来获取加密系统密钥,将穷举问题转化为数据采集、处理问题.在对DES加密嵌入式系统攻击实验中,基于虚拟仪器的差分功耗分析平台令差分功耗分析攻击的数据采集过程由虚拟仪器应用程序控制进行,而后再对采集的功耗进行分析,能够快速、准确地找到加密系统密钥.较传统的穷举攻击而言,减少了消耗的时间和成本.