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《aes算法的fpga優(yōu)化和驗(yàn)證》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要2000年10月2日，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所宣布采用Rijndael算法作為高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，并于2002年5月26日正式生效，AES算法將在今后很長一段時(shí)間內(nèi)，在信息安全中扮演重要角色。因此，對(duì)AES算法實(shí)現(xiàn)的研究就成為了國內(nèi)外的熱點(diǎn)，會(huì)在信息安全領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。用FPGA實(shí)現(xiàn)AES算法具有快速、靈活、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。本論文就是針對(duì)AES加密算法在FPGA中的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)問題，在深入分析了AES算法的整體結(jié)構(gòu)、基本變換以及加密流程的基礎(chǔ)上，對(duì)AES算法的加密系統(tǒng)的FPGA優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容為：首先，確定了實(shí)現(xiàn)方案以及關(guān)鍵技術(shù)，在比較了常用的結(jié)構(gòu)后，采
2、用了適合高速并行實(shí)現(xiàn)AES加密算法的結(jié)構(gòu)——內(nèi)外混合的流水線結(jié)構(gòu)，并給出了總體的設(shè)計(jì)框圖。然后，利用QUARTUSII開發(fā)工具進(jìn)行代碼的編寫工作和綜合編譯工作，在MODELSIM中進(jìn)行仿真并給出仿真結(jié)果，給出了各個(gè)模塊和整個(gè)設(shè)計(jì)的仿真測(cè)試結(jié)果；關(guān)鍵字：AES，F(xiàn)PGA，查表法，流水線技術(shù)19AbstractOctober2,2000,theNationalInstituteofStandardsandTechnologyannouncedtheadoptionofRijndaelastheAdvancedEncryptionStandardalgorithm,and
3、inMay26,2002cameintoeffect,AESalgorithminthefutureforalongperiodoftimetoplayininformationsecurityimportantrole.Therefore,theAESalgorithmresearchhasbecomeahotspotathomeandabroad,willbeinthefieldofinformationsecurityiswidelyused.FPGAimplementationusingAESalgorithmisfast,flexible,andshort
4、developmentcycle.ThispaperistoAESencryptionalgorithmintheFPGAimplementationoftheoptimizationproblem,in-depthanalysisoftheoverallstructureoftheAESalgorithm,thebasictransformationandtheencryptionprocessbasedontheAESalgorithmencryptionsystemontheFPGAdesignoptimizationstudies.Themainconten
5、tsare:Firstofall，Animplementationplanandidentifiedkeytechnology,commonlyusedincomparingthestructure,suitableforhigh-speedparallelimplementationusingAESencryptionalgorithmstructure-insideandoutsidethehybridpipelinestructure,andgivestheoveralldesigndiagram.ThencodedevelopmenttoolsforuseQ
6、UARTUSIIpreparationandcomprehensivecompilationworkcarriedoutinMODELSIMsimulationandthesimulationresults,thedesignofeachmoduleandthesimulationtestresults;Keywords:AES,FPGA,look-uptablemethod,pipelinetechnology,19目錄摘要IABSTRACTII第一章緒論11.1課題背景11.2課題任務(wù)1第二章AES算法簡(jiǎn)介22.1數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展22.1.1AES（高級(jí)數(shù)據(jù)加
7、密標(biāo)準(zhǔn)）產(chǎn)生的原因22.1.2AES的產(chǎn)生發(fā)展與基本要求22.2高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)32.2.1算法的設(shè)計(jì)原理32.2.2硬件實(shí)現(xiàn)方法42.3AES算法的設(shè)計(jì)42.3.1AES算法的整體結(jié)構(gòu)42.3.2AES算法的步驟52.3.3AES算法描述7第三章AES加密系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析123.1AES加密系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)123.2AES算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)133.2.1密鑰擴(kuò)展的單元的優(yōu)化設(shè)計(jì)133.2.2輪函數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)13193.3AES算法的實(shí)現(xiàn)143.3.1AES算法的硬件實(shí)現(xiàn)方式143.3.2流水線設(shè)計(jì)153.4控制模塊的設(shè)計(jì)16第四章AES加密系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì)184.1開發(fā)環(huán)
