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DES加密Verilog模块设计.doc

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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keygen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DESVerilogHDLModelSimSE加密技术河北经贸大学毕业论文IIAbstractThisarticlediscussestheuseofVeriloghardwaredescriptionlanguageforencryptionofDEStechnologytoitsmodulardesignandsimulationwithModelSimSE.DetailedworkontheencryptionofDESandalgorithmofdecryptionexplainedprincipleandexplain.EncryptioncanbetracedbackthehistoryofancientEgyptin2000BC,whenpeoplejustusesimplehieroglyphs,tonowhaveavarietyofencryptiontechnology.ThemethodwithsymmetricencryptionisusedoftheencryptionofDES,whichusesthesamedensekeyforencryptionanddecryption.Inthispaper,introducedthedesignofencryption、theworkofprincipleofDESandthealgorithmofDESindetail.ThealgorithmofDEShasthreeentranceparameterskey、dataandmode.Thekeyisusedoftheencryptionanddecryption.Thisarticlediscussesthemoduleofkey_genandintroducestheonereplacementofDESindetail,alseintroducestheonereplacementontheDESintheprofile.TheillustrationsandtabularformareusedofthealgorithmandthereplacementoftheDESrules、zoomtransposition、simpletranspositionaredescribedinthisarticle.ThealgorithmandthechoiceoffunctionS1、S8aredescribedwithform.Additionally,thisarticleintroducesVerilogHDLwithdescriptionlanguageofhardwareanditssyntaxandsourcecode.KeywordsDESVerilogHDLModelSimSEencryptiontechnology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DEA1ISO,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。DESDataEncryptionStandard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。

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