随着通信技术的发展,网络通信上层应用业务的多元化。用户对于网络所能提供的带宽要求也越来越高。面对EPON, GPON, 10GEPON等高速网络的发展需求,我们面临着如何解决在高速数据网络中的数据安全问题。以前传统的用于低速网络的安全技术已远远不能满足当前高速网络安全的需要。于是如何有效地保护高速网络通信的安全成为研究的热点。网络安全主要包括数据加密和数据认证,其中数据认证的主要目的是为了保护数据完整性以及进行身份验证。为了解决高速网络中的安全认证问题,本文对适用于高速网络的认证技术GMAC进行了深入研究。设计了高性能(低空间复杂度、低时间复杂度)GMAC认证的硬件实现结构,并对实现结构的硬件资源消耗以及关键路径的时延进行了分析说明,并在实验室自行设计开发的FPGAnic平台上对所设计的GMAC认证系统进行了实现和调测。为了进一步得到GMAC认证技术在高速网络环境中的设计实现效果。我们以实际千兆以太网环境为例,设计了一种可以对实际GE以太网进行GMAC认证的系统实现结构,并将我们实现的GMAC IP Core与GE MAC IP Core进行了联合调测。最后,在上述工作的基础上,进行了组网测试。测试结果表明,本文设计的GAMC实现结构满足了GE高速网络安全认证的需求。本文主要做了以下工作：1.在理论准备方面：对国内外高速网络安全技术的研究现状进行了整理分析。对于GMAC认证的数学基础进行了整理,并对GMAC认证的安全性和认证特性进行了说明。2.在仿真实现方面：分析GMAC的工作模式,给出GMAC实现的结构设计参考。对结构的设计进行分析和仿真,给出分析结果和实际仿真的结果。并在此工作基础之上,提出对于GMAC认证性能的优化方案。包括,为了满足更高吞吐量认证需求的GMAC并行认证结构,以及为了达到更高性能(低空间复杂度、低时间复杂度)的两种流水化结构。3.在平台实现方面：在高速网络中的GMAC认证实现中,我们以GE千兆以太网环境为例通过FPGAnic平台,进行了迭代式GMAC结构设计。对实现的GMAC IP Core与已有的GE MAC IP Core进行了联合调测。4.在组网测试方面：根据3中的GMAC认证实现,进行了算法级和系统级的组网测试。给出测试的分类依据,并进行测试。全文内容安排如下：第一章：绪论,介绍本文研究背景。本章同时对于高速网络安全认证技术的研究现状以及国内外相关的研究水平和发展趋势进行说明。第二章：高速网络认证安全技术GMAC的算法原理,并对GMAC认证机制中的核心函数Ghash算法进行分析说明.第三章：高速GMAC认证结构的设计及优化分析。本章给出基本的GMAC认证结构设计。介绍GMAC的基本结构,并提出对于GMAC性能优化的设计方案。包括GMAC的并行结构,两种GMAC的流水结构设计第四章：对第三章中提出的各种GMAC认证结构进行资源消耗分析,进行仿真并给出结果。第五章：研究GMAC在FPGAnic平台上的高速实现。将GMAC认证IP Core模块与Xilinx提供的GE MAC IP Core进行联调,完成系统级的结构设计,为组网测试建立基础。针对GMAC算法实现的正确性,GMAC认证的组网测试。本章给出了GMAC实现的组网测试网络拓扑,以及测试参考。第六章：对本文的研究成果进行总结,展望未来。