一种AES密码算法的实现.doc
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1、一种AES密码算法的实现密码学是保障信息安全的核心技术,应用涉及军事、国防、商贸及人们日常生活的各个方面。2001 年美国标准技术研究所决定用AES 算法逐渐取代日益不安全的56 bit 密钥长度的 数据加密标准(DES)算法。AES算法是迭代分组密码算法,分组长度为128 bit,而密钥长度可为128 bit、192 bit、256 bit,其对应不同的密钥长度相应的迭代循环次数为10轮、12轮、14 轮。现实现的是128 bit 的AES算法1-2。一种AES 算法实现是采用轮展开的流水线结构3,吞吐量很大可达到10 Gb/s 量级,但消耗大量的逻辑面积。考虑在资源少的FPGA 上实现AE
2、S 算法,能满足低端应用的加、解密速度一般不超过100 Mb/s 的需求。现设计采用顺序结构3,多轮加密共用一个轮运算结构,加密模块和解密模块共用一个密钥扩展模块,能保持较高加解密速率,同时节省了逻辑面积,在50 MHz 时钟下加解密速率可达530 Mb/s。1 AES 算法描述AES 算法中的字节表示为有限域上的元素,并在有限域上定义加法和乘法两种运算,运算的基本单位是字节和双字(4 个字节)。AES 算法将128 位的中间结果和密钥都分成16 个字节,构成44 以字节为元素的状态矩阵,AES在加解密过程中就是以状态矩阵为操作对象的。加密算法中每一次轮操作都由字节替换、行移位、列混淆和轮密钥
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