基于SMS4算法的標簽基帶設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著UHF RFID技術在物聯(lián)網領域的普及，其涉及的領域也就更加廣泛，無源超高頻射頻標簽的信息安全問題也越來越受到重視。為了增加標簽在與讀寫器進行安全鑒別時的安全性，針對基于國家標準的信息技術和射頻識別800/900MHz空中接口協(xié)議中提出的用于安全鑒別的基于對稱加密的雙向鑒別協(xié)議，根據(jù)不含安全鑒別標簽的基本架構和設計思想，本文提出并設計了一種基于 SMS4加密算法的安全鑒別標簽基帶。本設計中提出的 SMS4加密算法是一種應用于無線局域

2、網的加密算法，由于此算法在每次加密或者解密運算過程中是針對一組數(shù)據(jù)進行操作的，這與流密碼的加密或者解密的一位運算操作不同，因此稱它為分組密碼。在使用SMS4算法進行加密或者解密過程中，所采用的結構是非線性迭代結構和線性結構的結合體。因此，相比于協(xié)議中的異或運算加密的方式，這種算法的安全性更強，可靠性更高。
　　本文的研究重點在于按照國家標準中安全鑒別協(xié)議所涉及的分組對稱加密算法，設計一種低功耗、小面積的 SMS4算法結構，并結合標

3、簽的基本架構設計出基于SMS4加密算法的標簽基帶。本設計通過對SMS4算法中擴展密鑰、S盒、T運算、加密和解密機理的分析，提出了 SMS4算法的幾種不同基本設計架構及其實現(xiàn)方式，包括全循環(huán)結構、循環(huán)展開結構和流水線結構。根據(jù) SMS4算法的這幾種架構在面積、功耗和速度上的不同，結合標簽的基本架構，通過改進 SMS4算法在標簽基帶中的實現(xiàn)結構，設計出一種低功耗、小面積的基于 SMS4加密算法的標簽基帶。同時，本文還針對功耗和面積這兩個重要

4、指標，對包含 SMS4加密算法的標簽與不含加密算法的普通標簽進行了詳細的對比分析，為本文所設計標簽的實用性提供了有力保障。最后，借助EDA軟件對本文設計的標簽基帶和SMS4加密算法，在SMIC0.18μm工藝庫進行了邏輯綜合、物理實現(xiàn)和后仿驗證。仿真和驗證結果表明，本文設計的基于 SMS4加密算法的標簽能夠完成基于對稱加密的雙向鑒別流程，SMS4算法能夠實現(xiàn)的對數(shù)據(jù)的正常加密和解密功能，而且能夠實現(xiàn)標簽的正常讀、寫、滅活以及鎖定功能，完