文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
IC卡AES协处理器的FPGA设计
姓名:邓蓉
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:张红南
20050401
摘要随着我国“金卡工程”的实旋,卡已渗透到我们生活的各个方面,卡作为信息传输、存储和交换的中间媒介,对信息的安全起着举足轻重的作用,因此,它所提供的安全保护手段必须足以保证信息的安全。但现在的卡多用孕畔⒔屑用芎徒饷埽庵旨用芩惴ㄔ缫驯还テ啤昝拦ú剂诵的加密标准⋯一高级加密标准⒍嘤糜谕ㄐ藕屯纾酶呒都用鼙曜急V卡的信息安全势在必行,针对卡的砥鞯纳杓埔卜浅V匾!本论文首先介绍了高级加密标准的整体结构和四个轮函数,并详细介绍了其加密,解密原理和过程。高级加密标准的硬件实现的结构有多种,本论文主要对比了流水线结构、内部流水线结构和循环展开结构的速度和特点,针对卡中信息处理的特点和对面积的要求,选择了内部流水线结构作为卡砥鞯结构,并对该结构进行了改进。在密钥扩展方面,采用了同步扩展的方法,即在进行每一轮运算的同时产生下一轮轮密钥,使轮运算和密钥调度同步进行,大大节省了轮密钥的存储空间。在此基础上又对高级加密标准的四个轮函数进行了算法优化,使加密和解密共享硬件资源。经改进后的结构的突出特点是最大程度上实现了资源共享,减少了硬件资源的占用率。在硬件设计的基础上,本论文按照自顶向下的设计方法,采用可综合的代码风格,,并在械饔玫谌饺砑﨧辛朔抡妫橹ち松杓频恼合到映射再到布局布线的全过程,该设计的最高时钟频率达到了.,对一个数据分组的加密速度为痵,解密速度为痵。结果表明,该设计满足各项时序要求,满足卡对加解密协处理器的要求。关键词:高级加密标准;算法优化;资源共享;硬件描述语言;;确性,并以公司的系列畃型为载体顺利完成了从综硕十学位论文
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作者签名:峁烙日期:护歹年钼/日学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书湖南大学日期:汐拢日期:月《日阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉”作者签名:导师签名:
第滦髀世纪年代初提出来的,法国布尔仉公司于年首先创造出卡产品,,封装成卡的形式。卡的概念是此后的时间里随着大规模集成电路技术、计算机技术以及信息安全技术等的发展,尤其是技术的成熟,卡技术也日趋成熟,并应用到金融、交通、医疗、身份证明等多个行业。现阶段的卡已发展到将集成电路技术、微处理技术、信息安全技术及无线通信技术相结合的智能卡阶段。它不只是简单的存储数据,其内含的⑹致呒缏贰⒓咏饷苄砥鞯仁蛊湓谑莸募扑愫痛砟芰Α安全技术体制及编程适应性上都育很大的提高。目前国际上已出现内含有的公共密钥算法的协处理器的卡,可支持ⅲ瓺虳等公共密钥算法,有关的软件还提供了随机安全编码功能以及⒎梦士刂菩椤⑹字签名和密钥管理方案等功能,特别适用于安全性要求高的应用场合。根据卡中所镶嵌的集成电路的不同,卡可以分为三类:存储器卡、逻辑加存储器卡实质上是嵌在卡片中的串行存储器,所用芯片就是串行存储器芯片,数据采用明文方式存储,可以根据其读写时序对内部的存储单元进行读出和改写。逻辑加密卡是在存储器卡的基础上增加了保密逻辑,对卡内数据的读写进行控制,以防止用户非法修改卡内数据或非授权用户使用卡。诓亢蠱,琑,等资源,是一个配有操作系统的单片机系统,它不仅能管理各种输入输出的数据,校验来自接口设备的用户鉴别码⑶夷芄唤行复杂的数据信息处理和加解密运算,主动识别与之相连的接口设备,实现对数据信息存取的高可靠性和高安全性。内部的加解密协处理器对数据进行加密和解密,严格防止非法访问卡内信息,使卡内信息绝对安全,系统绝对可靠,应用于按卡与外界数据传送的形式来分,有接触式卡、非接触式卡和双界面接触式卡芯片有龃サ阌胪獠拷涌谏璞附薪哟ァ7墙哟ú幌蛲引出触点,除了包含接触式卡的电路外,还带有射频收发电路及相关