基才FPGA的DES加密算法的实现.pdf.pdf

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信息安全
基奇的加密算法的实现
赵莲清,王亚美
华北电力大学电气与电子工程学院,北京
摘要:介绍了算法的基本原理与加密过程,给出了基于的算法的硬件实现,并
且用实现了模块仿真,验证了加密算法。
关键词:算法;;仿真

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随着网络通信技术的发展,如何保护数据传输过程
的安全已成为一项急迫的要求。政府部门、金融行业、
通信行业、情报等系统都非常重视信息的安全。密码安
全技术则是所有安全服务的基础。数据加密是信息安全
的重要手段,密码算法是最有代表性的分组加密算
,随后又被美国国家标准局
和美国国家标准学会承认,发展至今已成为工业界的标
准密码算法,目前广泛应用于保密通信中。算法用
位的密钥对位的明文加密,位密钥中每位就
有一奇偶校验位, 不参与运算, 因此有效密钥只有图加密过程
位。此外,由于该算法的对称性,其加密和解密运算过
变换模块的设计。
程完全相同,只是在迭代运算时子密钥的使用顺序不同
子密钥生成模块
【
。加密算法有各种实现方案,本文提出一种
算法每一轮次迭代都需要一个子密钥,要实现
加密算法的硬件实现方法。
算法就需要提前生成子密钥。并且按照时序准确地
算法主要包括:初始置换、轮迭代的乘积变
传递给迭代过程。
换、初始逆置换以及个子密钥产生器。加密过
子密钥产生模块由选择控制、循环移位控制等部分
程如图所示。
构成。该模块的输入是位初始密钥,输出为参加每次
初始置换主要用于对明文中的各位进行换位,目的
迭代运算的子密钥,另外还有一个控制信号,用
在于打乱明文中各位的排列次序,输出结果按奇偶分为
来控制在不同迭代过程中移位的次数。本设计采用硬件
左右两路送人乘积变换部分。在这个过程中不使用密
描述语言按照子密钥产生的过程,通过置换选
钥,仅仅对位码进行移位操作。而进行逆初始置换是
择、循环移位、置换选择一步一步得到子密钥的。
为了使加解密统一使用同一种算法。初始置换与初始逆
循环移位仿真结果如图所示。图中,、是经过置
置换只是将位输入的数据按位进行重新排列, 只需
换选择后得到的前后位,为控制移位次数的
要一些输入输出端口,按照置换规则把输入与输出对应
控制信号,为移位后的结果,再经过置换选择即可
关联即可。下面只介绍密钥的产生与轮迭代乘积
得子密钥。
《电子技术应用》年第期
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团盒扩碇换位
团∞
团
圃自子省钏

位
图循环移位过程仿真结果
盒置换他
因为每轮移位的次数不同,所以每轮子密钥产生的
时间也不相同,所以会给迭代运算带来延迟,这也是采盒置换位
用设计存在的不足。从设计结果可以看

出,原密钥与每轮子密钥之间有固定的关系,因此,可以
通过软件分析,建立子密钥相对于原始密钥的关系表,
在硬件实现时直接使用此关系表即可,这样也可以有效
迭代过程
地节省硬件资源。
语句实现。用选择语句实现盒有两种方
迭代变换
式: 一种是直接使用盒的值输入为个