Xây dựng giải pháp trao đổi khóa IKEv2 sử dụng NIOS II trên FPGA

Authors

  • Vu Ta Cuong
  • La Huu Phuc

DOI:

https://doi.org/10.54654/isj.v1i13.138

Keywords:

IPSec, IKE, FPGA, Nios II

Tóm tắt

Tóm tắt—Giao thức Internet Key Exchange (IKE) là một giao thức thực hiện quá trình trao đổi khóa và thỏa thuận trong chế độ bảo mật IPSec. Để thực thi giao thức bảo mật IPSec tốc độ cao thì thường kết hợp giữa phần mềm và phần cứng trên vi mạch Field Programmable Gate Array (FPGA) [7], [8]. Trong đó, các thao tác mật mã, đóng gói và bóc tách gói tin được thực hiện bằng FPGA để đảm bảo thực hiện hệ thống IPSec tốc độ cao; giao thức trao đổi khóa IKE được thực hiện bằng phần mềm sử dụng hệ điều hành Linux nhúng. Trong bài báo này, nhóm tác giả giới thiệu giải pháp thực hiện giải thuật trao đổi khóa IKE sử dụng Nios II trên FPGA. Với cách tiếp cận này, nhóm tác giả đã tự tổ chức, xây dựng chương trình trên bộ vi xử lý, nhờ đó kiểm soát được toàn bộ dòng dữ liệu.

Abstract—IKE (Internet Key Exchange) is a protocol that performs key exchange and agreement process in IPSec security mode. To implement high speed IPSec security protocol, it is often combined software and hardware on Field Programmable Gate Array (FPGA) [7], [8]. Therein, encryption, packet encapsulation and extraction operations will be performed by FPGA to ensure high speed IPSec system implementation; the IKE protocol is implemented by software using an embed Linux operating system. In this paper, the authors introduce the solution of implementing IKE key exchange algorithm using Nios II on FPGA. With this approach, the authors have organized and built the program on the microprocessor by themselves, therefore the entire data stream is controlled.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Altera Corp, “DE4 User manual”, 2016, URL: ftp://ftp.altera.com/up/pub/Altera_Material/Boards/DE4/DE4_User_Manual.pdf (Truy cập ngày 17/8/2021).

Altera Corp, “Triple-Speed Ethernet MegaCore Function User Guide – Altera", 2016, URL: https://www.altera.com/literature/ug/ug_ethernet.pdf Truy cập ngày 17/8/2021).

“IEEE 802.1X-rev-2010, IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Port – Base Network Access Control”, 2010, URL: https://standards.ieee.org/getieee802/download/802.1X-2010.pdf (Truy cập ngày 17/8/2021).

“RFC 3748: Extensible Authentication Protocol”, 2004, URL: https://datatracker-.ietf.org/doc/

html/rfc3748 (Truy cập ngày 17/8/2021).

“RFC 4303: IP Encapsulating Security Payload (ESP)”, 2005, URL: https://datatracker-.ietf.org/doc/html/rfc4303 (Truy cập ngày 17/8/2021).

“RFC 7296: Internet Key Exchange Protocol Version 2 (IKEv2)”, 2014, URL: https://data-tracker.ietf.org/doc/html/rfc7296 (Truy cập ngày 17/8/2021).

Jing Lu, John W. Lockwood, “IPSec implementation on Xilinx Virtex-II pro FPGA and its application”, IPDPS 2005.

Zdenek Martinasek, Jan Hajny, M David Smekal, and others, “200 Gbps Hardware Accelerated Encryption System for FPGA Network Cards”, ASHES '18: Proceedings of the 2018 Workshop on Attacks and Solutions in Hardware Security, 10/2018.

The OpenSource IPsec-based VPN Solution, URL: https://strongswan.org (Truy cập ngày 17/8/2021).

“RFC 8229: TCP Encapsulation of IKE and IPsec Packets”, 2017, URL: https://data-tracker.ietf.org/doc/html/rfc8229 (Truy cập ngày 17/8/2021).

Downloads

Abstract views: 0 / PDF downloads: 0

Published

2022-01-12 — Updated on 2022-01-12

How to Cite

Cường, V. T., & Phúc, L. H. (2022). Xây dựng giải pháp trao đổi khóa IKEv2 sử dụng NIOS II trên FPGA . Journal of Science and Technology on Information Security, 1(13), 62-70. https://doi.org/10.54654/isj.v1i13.138

Issue

Section

Papers