DES加密Verilog模块设计.doc

河北经贸大学毕业论文I摘要本文论述了利用Verilog硬件语言来描述DES加密技术对它进行模块设计并用ModelSimSE进行了仿真。且详细的对DES加密解密的工作原理及算法进行了解释讲解。加密的历史可以追溯到公元前2000年的古埃及，当时人们只是运用简单的象形文字，到现在已经有各种各样的加密技术，而DES加密是采用对称密钥加密法，即用相同密钥进行加密和解密。本文对DES加密模块的设计进行了详细的介绍，对DES加密技术的工作原理及DES的算法进行了详细的介绍。DES算法的3个入口参数为key、data、mode，key为加密解密使用的密钥，data为加密解密的数据，mode为其工作模式。本文只对key-gen模块进行了详细的讲解。DES加密工作原理中只详细介绍了DES的一轮，其中对DES的一轮中各个步骤进行了比较详细的简介。对DES加密算法进行了图解和说明，并用表格形式对DES的置换规则，放大换位，单纯换位进行了描述。且对DES算法框图中的选择函数S1，S8进行了表格描述。另外本文还对采用的硬件描述语言VerilogHDL进行了简介，对其语法和源代码等进行了介绍。关键词DES；VerilogHDL；ModelSimSE；加密技术河北经贸大学毕业论文IIAbstractThisarticlediscussestheuseofVeriloghardwaredescriptionlanguageforencryptionofDEStechnologytoitsmodulardesignandsimulationwithModelSimSE.DetailedworkontheencryptionofDESandalgorithmofdecryptionexplainedprincipleandexplain.EncryptioncanbetracedbackthehistoryofancientEgyptin2000BC,whenpeoplejustusesimplehieroglyphs,tonowhaveavarietyofencryptiontechnology.ThemethodwithsymmetricencryptionisusedoftheencryptionofDES,whichusesthesamedensekeyforencryptionanddecryption.Inthispaper,introducedthedesignofencryption、theworkofprincipleofDESandthealgorithmofDESindetail.ThealgorithmofDEShasthreeentranceparameters:key、dataandmode.Thekeyisusedoftheencryptionanddecryption.Thisarticlediscussesthemoduleofkey_genandintroducestheonereplacementofDESindetail,alseintroducestheonereplacementontheDESintheprofile.TheillustrationsandtabularformareusedofthealgorithmandthereplacementoftheDESrules、zoomtransposition、simpletranspositionaredescribedinthisarticle.ThealgorithmandthechoiceoffunctionS1、S8aredescribedwithform.Additionally,thisarticleintroducesVerilogHDLwithdescriptionlanguageofhardwareanditssyntaxandsourcecode.KeywordsDES；VerilogHDL；ModelSimSE；encryptiontechnology河北经贸大学毕业论文I目录1绪论.11.1DES的概要及背景.11.2Verilog模块的概要及背景.22设计的技术基础.32.1EDA技术简介.32.2VerilogHDL语言简介.42.2ModelSimSE简介.53DES工作原理.73.1基本原理.73.2初始置换.93.3DES的一轮.103.4最终置换.144DES加密模块设计.154.1DES加密算法介绍.154.2DES加密模块设计.184.2.1DES加密模块总体构架.184.2.2密钥产生模块key_gen设计.194.2.3S部件代换模块设计.234.2.4desround模块设计.244.2.5DES顶层模块des设计.274.3DES加密方案设计.284.3.1资源优先设计方案.284.3.2性能优先设计方案.28总结.30致谢.31参考文献.32河北经贸大学毕业论文1DES加密Verilog模块设计1绪论1.1DES的概要及背景数据加密标准（DES，DataEncryptionStandard）也称为数据加密算法（DEA，DataEncryptionAlgrithm）(ANSI)和DEA-1(ISO)，是近20年来使用的加密算法。后来，人们发现DES在强大攻击下太脆弱，因此使DES的应用有所下降。但是，任何一本安全书籍都不得不提到DES，因为它曾经是加密算法的标志。介绍DES的细节还有两个作用：第一，介绍DES；第二，更重要的是分析和理解实际加密算法。利用这个方法，我们还要从概念上介绍其他加密算法，但不准备深入介绍，因为通过DES介绍已经可以了解计算机加密算法的工作原理。DES通常使用ECB，CBC，或CFB模式。DES产生可以追溯到1972年，美国的国家标准局（NBS，即现在的国家标准与技术学会，NIST）启动了一个项目，旨在保护计算机和计算机通信中的数据。它们想开发一个加密算法。两年之后，NBS发现IBM公司的Lucifer相当理想，没有必要从开头开发一个新的加密算法。经过几次讨论，NBS于1975年发布了这个加密算法的细节。到1976年底，美国联邦政府决定采用这个算法，并将其更名为数据加密标准。不久，其他组织也认可和采用DES作为加密算法。DES算法为密码体制中的对称密码体制，又被成为美国数据加密标准，是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法。其密钥长度为56位，明文按64位进行分组，将分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。DES(DataEncryptionStandard)算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。虽然56位密钥的DES算法已经风光不在，而且常有用DES加密的明文被破译的报道，但是了解一下昔日美国的标准加密算法总是有益的，而且目前DES算法得到了广泛的应用，在某些场合，仍然发挥着余热。