随着航天技术的发展,我国基于空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准的分包遥测、分包遥控和有效载荷数据的安全保护预研工作已经完成。要建立的空间站将采用高级在轨系统(AOS)标准,现有的数据保护技术已经不能满足实际安全需求。因此必须对AOS 标准进行分析,研究与之相适应的数据安全保护措施,提高航天器的安全性。为适应我国空间数据业务的发展,解决空间站设计中的高速数据传输安全保护问题,本文基于CCSDS 的AOS 标准建议书,研究了AOS 空间站的数据安全问题,提出了AOS 数据保护系统模型,并对其数据加密算法进行了仿真实现。本文详细分析了AOS 的特点,探讨了空间站潜在的各种安全威胁和AOS 不同业务的安全需求,制定了详细的数据保护实施方案。同时课题完成了数据保护系统的数据加密模块的设计,通过超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)进行仿真实现,并通过C 语言进行仿真验证。本文的数据加密模块主要采用高级加密标准(AES)。通过对AES 算法的分析,找出了算法中的快速实现方法,并采用并行化设计方法,采用速度优先、尽量减少电路规模的思想,完成了高速加/解密AES 算法的仿真实现。本文仿真实现的数据加密处理部分,以独立模块的形式存在于数据保护系统中,具有高的可移植性,它具有处理速度快、占用资源少、安全强度高等优点,实现了对AOS 空间站类型多样化、高速率、大容量数据的安全保护。该设计可用于空间站AOS 关键技术的研究及演示验证,为将来AOS 空间站数据保护系统的硬件实现奠定了必要的基础。