一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统的制作方法

本发明涉及网络安全通信与数字集成电路，更地说，它涉及一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统。

背景技术：

1、随着信息安全标准的持续演进，现代密码设备不仅需要支持传统的商用密码标准，还需兼容面向未来的新型抗量子密码算法。为了在有限的硬件资源下兼顾多算法的支持能力与运算性能，采用动态局部重配置技术在现场可编程门阵列等可编程器件上实现密码加速核的动态热替换，已成为当前密码接口体系的重要发展方向。在现有的动态可重配置接口体系中，为了实现算法核的无缝热替换，系统在运行期间必须依次执行一系列核心操作，包括总线事务的强制终止、重配置区域的边界隔离、局部重配置数据流的装载，以及装载完成后的模块同步复位。然而，这种动态换核机制在极大提升系统灵活性的同时，也引入了难以克服的底层电气可靠性冲突。而言，当重配置流程结束且密码加速核解除复位、瞬间恢复数据输出时，由于大量的数据线缆和控制线缆在同一时钟边缘发生状态切换，会在极短时间内形成高密度的同步切换输出。这种高密度的同步切换动作必然会在底层通信总线上引发显著的同步切换噪声，例如地弹跳现象。该噪声的直接表现为：明文电信号序列在每次换核后的突发起始阶段，不可避免地会出现一段幅值异常波动的瞬态抖动期（即启动瞬态尾段）。在现有技术中，传统的通用接口管控机制并未将上述由动态重配置引发的瞬间电气干扰纳入系统的全局调度考量之中。这导致现有系统陷入了两难的困境：如果为了保障后端接收端信号判决的稳定性而盲目增加全局等待延时，将严重破坏动态换核的实时响应能力，导致系统的端到端时延大幅增加，无法满足高速密码设备的调用要求；反之，如果在瞬态抖动期内不加干预地直接允许总线进行明文电信号的发射，则会因总线电平的剧烈抖动引发严重的短时误码，极大地降低了明文数据传输的电气可靠性。

技术实现思路

1、本发明提供一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统，解决了背景技术中提出的技术问题。

2、本发明提供了一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统：

3、元数据管理器，用于接收调用参数包，并加载与所述调用参数包对应的算法元数据文件，解析生成硬件映射约束；

4、算法适配层，用于根据所述硬件映射约束提取硬件资源需求量和设置于系统内的总线输出端的并发翻转线数，并结合总线电气参数计算出瞬态保护时长；

5、动态重构引擎，用于以所述瞬态保护时长和所述硬件资源需求量为条件生成重构调度指令；

6、动态部分重配置子系统，用于依据所述重构调度指令对系统内可重构区域中的目标分区实施边界隔离与总线事务终止以排空在途事务，随后向所述目标分区装载局部重配置数据流，并在重配置完成后执行同步复位；

7、密码加速核，设置于所述目标分区内，用于在所述同步复位完成后启动运算，将输入数据转换为输出明文数据并写入设置于系统内的静态区缓存；

8、输出链路模块，用于在检测到所述输出明文数据就绪时，进入时长等于所述瞬态保护时长的输出等待窗口；在所述输出等待窗口内保持总线空闲态以等待信号干扰衰减；待所述输出等待窗口结束后，将所述输出明文数据转换为电信号序列向外发射。

9、本发明的有益效果在于：通过引入瞬态保护时长作为核心约束资源，在动态换核过程中精准评估由高密度同步切换引发的干扰衰减周期，并依据该周期生成全局调度指令与强制执行输出等待窗口，从而在不破坏密码算法动态热替换高实时响应能力的前提下，有效规避了输出端明文电信号序列在启动突发期内的电平抖动与短时误码，彻底解决了传统换核机制中实时调度与底层总线通信可靠性难以兼顾的技术冲突。

1.一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统，其特征在于，所述元数据管理器接收调用参数包，并加载与所述调用参数包对应的算法元数据文件，解析生成硬件映射约束，包括：

3.根据权利要求2所述的一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统，其特征在于，所述算法适配层根据所述硬件映射约束提取硬件资源需求量和所述总线输出端的并发翻转线数，并结合总线电气参数计算出瞬态保护时长，包括：

4.根据权利要求3所述的一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统，其特征在于，所述动态重构引擎以所述瞬态保护时长和所述硬件资源需求量为条件生成重构调度指令，包括：

5.根据权利要求4所述的一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统，其特征在于，所述动态部分重配置子系统依据所述重构调度指令对系统内所述可重构区域中的目标分区实施边界隔离与总线事务终止以排空在途事务，随后向所述目标分区装载局部重配置数据流，并在重配置完成后执行同步复位，包括：

6.根据权利要求5所述的一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统，其特征在于，所述密码加速核在所述同步复位完成后启动运算，将输入数据转换为输出明文数据并写入所述静态区缓存，包括：

7.根据权利要求6所述的一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统，其特征在于，所述输出链路模块在检测到所述输出明文数据就绪时，进入时长等于所述瞬态保护时长的输出等待窗口；在所述输出等待窗口内保持总线空闲态以等待信号干扰衰减；待所述输出等待窗口结束后，将所述输出明文数据转换为电信号序列向外发射，包括：

8.根据权利要求7所述的一种商密与抗量子密码算法的动态可重构接口系统，其特征在于，所述输出链路模块在检测到所述输出明文数据就绪时，进入时长等于所述瞬态保护时长的输出等待窗口；在所述输出等待窗口内保持总线空闲态以等待信号干扰衰减；待所述输出等待窗口结束后，将所述输出明文数据转换为电信号序列向外发射，还包括：