Building an IKEv2 Key Exchange Solution Using NIOS II on FPGA

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.