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云计算的安全性问题，特别是存储安全性，是限制其推广应用的一个关键技术问题，它一直是近年来研究热点。本文针对云存储的实际应用，希望能设计出一款可适用于云计算用户数据安全存储的可信计算模块芯片，并开发出相应芯片应用的软硬件集成演示终端原型。 本文首先介绍了云计算中安全存储的基本功能要求及所需可信计算模块的基本架构;接下来就核心模块中AES加密算法和散列算法等关键功能模块进行了优化设计，并集成椭圆曲线ECC算法和USB接口模块，之后进行了相关的软硬件协同设计，开发出可实现用户身份认证的云计算存储应用原型，通过了FPGA开发板的现场验证。论文的主要工作成果体现在: 1、给出了一种可支持密钥长度128/192/256位串行高级加密标准AES加解密电路的实现方案。它采用复合域变换实现字节乘法求逆，同时实现列混合与逆列混合的资源共享以及三种AES算法密钥扩展共享。经FPGA验证，该设计方案在计算吞吐率与硬件资源消耗比上有较好性能。 2、给出一种新的SHA-1加密引擎设计方案，它是通过改变SHA-1核心计算模块的迭代方式，一个时钟周期完成两轮的迭代计算，使该加密算法的迭代轮数降至40轮，提高了SHA-1计算的吞吐率。 3、集成了密钥更短、密钥存储空间更小的椭圆曲线ECC算法模块和易于应用开发的USB接口模块，并用汇编语言实现了TPM芯片底层驱动软件设计开发，实现基于FPGA开发板的软硬件协同验证。 最后，本文进行了应用原型开发，并论证了应用原型的安全性。