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Satellite-Borne Fault-Tolerant Hardware Encryption for TT&C Data Secure Communication 23
Satellite-Borne Fault-Tolerant Hardware Encryption for TT&C ...
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引用
23rd IEEE International Conference on Communication Technology, ICCT 2023
作者:
Sun, Haoyu
Xu, Jin
Yin, Liuguo
Beijing National Research Center for Information Science and Technology
Tsinghua University Department of Electronic Engineering Beijing China
Beijing National Research Center for Information Science and Technology
Tsinghua University Beijing China
Satellite-borne data encryption is one of the main methods to ensure the security of satellite tracking, telemetry and command (TT&C) data communication. However, during the on-orbit execution of the encryption al...
详细信息
ISBN: (纸本)9798350325959
Satellite-borne data encryption is one of the main methods to ensure the security of satellite tracking, telemetry and command (TT&C) data communication. However, during the on-orbit execution of the encryption
algorithm
, the single event upset (SEU) may cause bit flips in memory, and the single-bit errors will spread with the execution of the
algorithm
, resulting in a large number of errors in the output result. To achieve reliable on-orbit encryption of satellite TT&C data, this paper proposes an efficient and reliable satellite-borne hardware design of Zu Chongzhi (
zuc
)
stream
cipher
algorithm
, which is implemented on an FPGA platform. Firstly, this paper proposes an alternating processing structure of
zuc stream cipher algorithm
using pipeline and 2-slow retiming techniques. This structure mitigates the efficiency degradation of the
algorithm
caused by the fault-tolerant structure and enhances the execution efficiency in the initialization stage and throughput of the
algorithm
. Secondly, to solve the problem of
algorithm
execution errors caused by SEU, this paper uses a Hamming code to provide register-level fault tolerance, which can correct single-bit errors of registers in time and reduce the error probability of output results. The proposed structure not only enhances the reliability of output results, but also reduces the efficiency loss caused by the fault-tolerant structure, and provides the satellite with reliable on-orbit encryption capability for TT&C data secure communication. © 2023 IEEE.
关键词:
2-slow retiming
fault-tolerant code
SEU
TT&C data secure communication
zuc stream cipher algorithm
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