随着计算机技术的迅猛发展,网上交易已越来越受到人们的欢迎,同时安全问题变得也越来越突出。为此,人们发明了PKI技术,并利用USB Key来保存数字证书和私钥。本文针对市场上主流的基于8位处理器的USB Key产品的不足(8位处理器容易被破解且无法进行复杂的加密运算及数据传输速度不高),设计并实现基于SSX45安全芯片(32位CPU核、USB2.0高速通信接口实现的SoC单芯片)的高速率、高安全性、无驱无软的USB Key。本文介绍了几种常用的加密算法(MD5、SHA-1、DES和RSA)和USB Key的体系架构(硬件层、核心驱动层、标准中间件层和应用层),并重点研究硬件层的设计与实现,主要包括基于SSX45安全芯片的硬件电路、固件端USB驱动和COS的设计与实现。最终设计并实现了基于SSX45安全芯片的高速率、高安全性、无驱无软的USB Key。本文工作的创新性主要体现在以下三个方面:1.设计并实现了基于32位CPU核的SSX45安全芯片的USB Key;2.通过采用Mass Storage协议及软件优化提高数据传输速率;3.设计并实现了只有管理员才能进入的隐藏分区,大大增强了系统的安全性。