AES加密算法IP核的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)局（NIST）于2001年發(fā)布高級加密標(biāo)準(zhǔn)（AES），用來取代DES，從而成為廣泛使用的對稱分組加密標(biāo)準(zhǔn)。針對AES的硬件實(shí)現(xiàn)人們做了許多有意義的研究工作，有的著力于采用流水線結(jié)構(gòu)提高吞吐率，有的著力于低成本和低功耗的實(shí)現(xiàn)。本文針對手持設(shè)備和移動(dòng)終端場合下的應(yīng)用需求設(shè)計(jì)出一款完全遵循標(biāo)準(zhǔn)的AES加密算法IP核，在面積與性能之間取得良好折中。為了減小硬件的面積，本文提出一種等價(jià)加密算法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一種32位帶寬的數(shù)據(jù)

2、通路，使加密與解密之間、輪函數(shù)與密鑰擴(kuò)展之間實(shí)現(xiàn)模塊級的資源共享，同時(shí)減少運(yùn)算單元的數(shù)量。利用復(fù)合域運(yùn)算的特點(diǎn)，基于組合邏輯設(shè)計(jì)一種小面積的合并的Sbox。研究MixColumn及其逆變換的不同因子分解方法，提出一種在數(shù)據(jù)通路中共同使用的方案。公共子表達(dá)式消除技術(shù)被廣泛應(yīng)用于邏輯優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)了比特級的資源共享。為支持128、192和256位不同密鑰長度的加密和解密運(yùn)算，本文還設(shè)計(jì)了一種可配置的實(shí)時(shí)密鑰擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，利用密鑰緩存機(jī)制平衡加解