基于FPGA的AES算法研究與應(yīng)用.pdf

1、2013年愛德華斯諾登棱鏡事件披露了美國國安局的監(jiān)聽丑聞，引起了世界的轟動。人類信息的安全更加得到了重視，數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)的形成也是在此情況下產(chǎn)生和發(fā)展起來的。加密算法的研究成為了一種前所未有的挑戰(zhàn)。2002年起，美國公布了最新的高級加密標(biāo)準(zhǔn)AES，它的出現(xiàn)得到了廣泛的推廣與應(yīng)用，因此研究AES算法加密是有很大的前景和價(jià)值。
　　本文主要設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的AES算法的加密方案，在硬件開發(fā)環(huán)境FPGA上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了

2、數(shù)據(jù)的安全、無誤傳輸。本論文首先概述了AES算法的中所涉及的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識及AES算法的原理，其次主要解析了AES加密算法的整體結(jié)構(gòu)，對算法中的各子模塊進(jìn)行了分析，用Verilog語言來描述算法的硬件實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)給出了各個(gè)子模塊的原理圖及其仿真效果。
　　本文在第三章中設(shè)計(jì)了基于FPGA的兩種加密算法，它們分別是分組密碼AES算法和序列密碼A5/1算法，加密算法的選取直接影響到整個(gè)加密系統(tǒng)的優(yōu)良，所以通過文獻(xiàn)的查閱，采用對比的方法

3、選擇最優(yōu)算法。本章節(jié)還對AES和A5/1兩種算法在進(jìn)行大數(shù)據(jù)加密時(shí)吞吐量、資源占用率、功耗等進(jìn)行對比，最后選擇大數(shù)據(jù)加密更有優(yōu)勢的加密算法。
　　本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于采用FPGA硬件實(shí)現(xiàn)AES算法，以保護(hù)初始密鑰不被攻破和泄漏。同時(shí)，在AES算法與A5/1算法的比較中需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的采集，在采集前需要加入一個(gè)FIFO緩存模塊，在此模塊上要準(zhǔn)確控制時(shí)鐘的輸入才能保證數(shù)據(jù)正確傳輸。
　　本文全部采用FPGA硬件平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密，硬