文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
AES算法在移动存储加密系统中的硬件设计
姓名:冯志兴
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:李建华
20090101
上海交通大学硕士学位论文
AES 算法在移动存储加密系统中的硬件设计
摘要
移动存储器的广泛使用使得数据的转移和携带更加方便,但也不可避免的带来了
数据安全隐患。即使设置了类似访问口令这样的逻辑密钥,要想破解也不是件难事。
因此一个完整的数据加解密系统应该具备安全可靠的密码认证机制和数据加解密算
法并通过硬件来实现。
本文分析了 AES 算法的基本原理、设计原则,算法结构,及其安全性,总结了
该算法抵抗现有攻击的能力。重点对 AES 算法的硬件设计作了详细地分析,主要内
容有:
,在比较了常用的结构后,采用了适合高速并行
实现 AES 加、解密算法的结构-内外混合的流水线结构,并给出了总体的设计框图。
由于流水线结构不适用于反馈模式,为了达到较高的运算速度,该系统使用的是电码
本模式(ECB)的工作方式;
,结合算法本身和 FPGA 的特点,采用
查表法优化处理了字节代换运算,列混合运算和密钥扩展运算。同时,考虑到应用环
境的不同,本设计支持数据分组为 128 比特,密钥长度为 128 比特、192 比特以及 256
比特三种模式下的 AES 算法加、解密过程。完成了 AES 加、解密算法在同一片 FPGA
中实现的这个系统的优化设计;
MODELSIM 中进行仿真并给出仿真结果,给出了各个模块和整个设计的仿
真测试结果;从而进一步减少所设计模块的面积,提高加/解密运算速度,使其更适
合在硬盘数据加密系统中应用。
关键字: 数据加密,
AES,
FPGA
I
上海交通大学硕士学位论文
Research and hardware design of AES in
Mobile memory encryption system
ABSTRACT
With the explosion of information , information security increasingly es
emergence of mobile harddisk makes data storage and transfer more
convenient, but brings with hidden trouble of data if a login password is
set,it is not very difficult to crack plete data encryption system must consists of
a reliable authentication mechanism and an advanced encryption algorithm.
This paper gives the analysis of AES’s security and anti-attaek paper
also discusses the hardware implemeniation of AES algorithm detailed,The main contents
are following:
1. Confirmed the design scheme,parameter,key pared monly
used structures,the new structure in this text is suited to parallel design at a high
,provided whole design block the pipelining method can’t
be used in feedback mode and for making the system work at a higher speed,the
implementation’working mode is ECB.
2. Expatiated each part of the design on the characteristic of AES
and FPGA,the implementation of subbytes,mixcolumns and expandedkey isopti