文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
AES加、解密算法的FPGA优化设计
姓名:刘珍桢
申请学位级别:硕士
专业:信息获取与探测技术
指导教师:窦衡
20070508
摘要并行实现印⒔饷芩惴ǖ慕峁埂!D谕饣旌系牧魉呓峁梗⒏隽年月眨拦冶曜加爰际跹芯克疾捎肦惴ㄗ魑高级加密标准,并于年照缴В珹算法将在今后很长一段时间内,在信息安全中扮演重要角色。因此,对惴ㄊ迪值难芯烤统晌A斯谕的热点,会在信息安全领域得到广泛的应用。用实现惴ň哂锌焖佟⒘活、开发周期短等优点。本论文就是针对印⒔饷芩惴ㄔ谕黄現械挠呕迪治侍猓谏钊分析了惴ǖ恼褰峁埂⒒颈浠灰约凹樱饷芰鞒痰幕∩希訟算法的加、解密系统的优化设计进行了研究。主要内容为:范耸迪址桨敢约肮丶际酰诒冉狭顺S玫慕峁购螅捎昧耸屎细咚总体的设计框图。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墓ぷ鞣绞剑愿鞲鲎幽?榈纳杓品直鹩枰韵晗阜治觯岷纤惴ū旧砗虵奶氐悖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忍兀茉砍ざ任比特、忍匾约比特三种模式下的惴ḿ印⒔饷芄獭M瓿了印⒔饷芩惴ㄔ谕黄現惺迪值恼飧鱿低车挠呕杓疲肣开发工具进行代码的编写工作和综合编译工作,在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;.推渌嗨频纳杓谱隽撕嵯蚨员龋贸鼋崧郏罕旧杓圃诒Vち怂俣鹊幕上实现了资源和速度的均衡,在性能上具有较大的优势。关键词:現楸矸ǎ魉呒际酰缏氡灸J
琩.,甊篈,鴗,,’,,,,.,,琤瑃.,瓹,瓸,瓸瑃..瑃..痶Ⅱ.
导师签名:室鱼签名:盘锶日期:矽矿辍灰辉潞湃独创性声明关于论文使用授权的说明日期:≯知辍唬乱兹本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名:C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第一章引言密码学简介数据加密标准的发展随着计算机与通信技术的迅猛发展,大量敏感信息通过公用通信设施和计算机网络进行交换。信息的安全、高效的传输成为当前的迫切需要。密码学能够很好的解决数据机密性保护和身份认证等方面的难题。密码学广泛应用于通信安全保密和存储加密等领域。密码学的基本思想是对机密信息进行交换,以保护信息在传送过程中不被非法窃取、解读和利用。密码体制的分类方法有很多,一般是按照加密算法与解密算法所使用的密钥是否相同的原则分为:对称皆密码体制和公钥密码体制。前者的安全性基于复杂的非线性变换,是目前商业领域比较重要而流行的一种加密体制;而后者一般是基于一个数学上的难题实现,适用于开放的使用环境,可以安全方便的实现数字签名和认证。对称密码体制从加密模式上又可分为:序列密码和分组密码。序列密码是使用短的密钥比特串生成长的密钥比特串,然后再与明文按位模嗉硬芪模它的安全基于密钥的随机性。应用在网络通信环境中的数据加密方法更多的是采用分组密码体制。分组密码算法通常由加、解密算法和密钥扩展算法两部分组成。密钥扩展算法用于生成个子密钥。加密算法由一个密码学上的函数允莘肿榻幸幌盗斜浠恢螅每次与一个子密钥迭代,总共迭代瓮瓿啥砸桓鍪莘肿榈募用躰,。年,国家标准局舛艘桓鲋荚诒;ぜ扑慊屯ㄐ攀莸募苹开发一个单独的标准密码算法;年公开征集算法;年第二次公开征集算法,腖的变形当选;年月被宣布成为联邦标准婧笸入使用。鞘澜缟系谝桓龉系氖涤梅肿槊苈胨惴ū曜肌F裎V梗谡攵墓セ髦凶钣行У姆椒ɑ故乔罹伲槔茉靠占洹
完成对比特密钥的强力攻击。对于另一种由苌隼吹乃惴ㄒ蝗谼,、芯片处理能力和计算技术的不断进步,茉砍ざ忍ǘ的缺陷就显露了出来,由于计算机硬件的速度越来越快,最终能在合理的时间内它的安全性并不意味着建立在忍氐拿茉恐希芯勘砻鳎梢越渥;对忍孛茉康墓セ鳌W钪匾5氖牵谼的加密和解密时问消耗较大,不能很好的适应飞速增长的实时信息加密要求。陌踩慷纫丫岩允视π碌陌全需要,其实现速度、代码大小和跨平台性均难以继续满足应用需求。因此,年日,拦冶曜加爰际跹芯克开始筹划高级数据加密标准惴ǖ目7⒀芯抗ぷ鳎荚谌〈鶧,作为保护世纪敏感政府信息的新型加密标准,并于同年照椒⒊稣骷惴ǖ墓ǜ妗惴