基于FPGA的无线通信终端AES算法研究任务书

 2022-10-22 03:10

1. 1. 毕业设计(论文)的内容、要求、设计方案、规划等

目前利用软件实施加密算法已经成为实时安全技术通信系统的重要瓶颈。标准的商品化的CPU和DSP无法跟上数据加密算法的计算速度要求。此外, CPU和DSP和需要完成太多的其他任务。基于FPGA高度优化的可编程的硬件安全性解决方案提供了并行处理能力, 并且可以达到所要求的加密处理性能基准川。然而如果仅使用FPGA可编程VHDL来实现的话, 系统就不够灵活, 升级困难, 况且实现起来有很大的难度。本论文要求以AES加密算法为例, 使用XILINX SPARTEN 3E为开发平台,以的嵌入式软核为主控制器, 调用FPGA的硬件编程实现的AES加解密和控制来实现高速有效的数据通信。

AES 加解密算法(Rijndael 算法)对待加密的明文先进行分段然后加密,明文的长度可以是l28 位、192 位或256 位。同样,用于加密的密钥长度也有l28 位、192 位或256 位。根据明文及密钥长度不同的组合,加密的轮次有10 轮、12 轮和l4 轮。在圈函数的每一圈迭代中,包括4 步变换,分别是字节代换运算、行变换、列混合以及圈密钥的加法变换。利用软件实施加密算法已经成为实时安全通信系统的重要瓶颈。标准的商品化CPU和DSP 无法跟上数据加密算法的计算速度要求。此外,CPU 和DSP 需要完成太多的其他任务。基于FPGA 高度优化的可编程的硬件安全性解决方案提供了并行处理能力,并且可以达到所要求的加密处理性能基准.本系统要求以AES 加密算法为例,使用Xilinx SPARTAN 3E 为开发平台,调用FPGA 的硬件VHDL 编程实现的AES 加解密和控制CC2420 来实现高速有效的数据通信。

2. 参考文献(不低于12篇)

1.Altera Corporation. On2Chip Memory Implementations Using Cyclone Memory Blocks [R]. Altera Corporation ,2003,6.

2. 黄正瑾.CPLD 系统设计技术入门与应用 M. 北京:电子工业出版社 ,2002.

3 .李国洪. 可编程器件 EDA 技术与实践 M. 北京:机械工业出版社 ,2004.

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