DES加密Verilog模块设计.docDES加密Verilog模块设计.doc

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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DES;VERILOGHDL;MODELSIMSE;加密技术河北经贸大学毕业论文IIABSTRACTTHISARTICLEDISCUSSESTHEUSEOFVERILOGHARDWAREDESCRIPTIONLANGUAGEFORENCRYPTIONOFDESTECHNOLOGYTOITSMODULARDESIGNANDSIMULATIONWITHMODELSIMSEDETAILEDWORKONTHEENCRYPTIONOFDESANDALGORITHMOFDECRYPTIONEXPLAINEDPRINCIPLEANDEXPLAINENCRYPTIONCANBETRACEDBACKTHEHISTORYOFANCIENTEGYPTIN2000BC,WHENPEOPLEJUSTUSESIMPLEHIEROGLYPHS,TONOWHAVEAVARIETYOFENCRYPTIONTECHNOLOGYTHEMETHODWITHSYMMETRICENCRYPTIONISUSEDOFTHEENCRYPTIONOFDES,WHICHUSESTHESAMEDENSEKEYFORENCRYPTIONANDDECRYPTIONINTHISPAPER,INTRODUCEDTHEDESIGNOFENCRYPTION、THEWORKOFPRINCIPLEOFDESANDTHEALGORITHMOFDESINDETAILTHEALGORITHMOFDESHASTHREEENTRANCEPARAMETERSKEY、DATAANDMODETHEKEYISUSEDOFTHEENCRYPTIONANDDECRYPTIONTHISARTICLEDISCUSSESTHEMODULEOFKEY_GENANDINTRODUCESTHEONEREPLACEMENTOFDESINDETAIL,ALSEINTRODUCESTHEONEREPLACEMENTONTHEDESINTHEPROFILETHEILLUSTRATIONSANDTABULARFORMAREUSEDOFTHEALGORITHMANDTHEREPLACEMENTOFTHEDESRULES、ZOOMTRANSPOSITION、SIMPLETRANSPOSITIONAREDESCRIBEDINTHISARTICLETHEALGORITHMANDTHECHOICEOFFUNCTIONS1、S8AREDESCRIBEDWITHFORMADDITIONALLY,THISARTICLEINTRODUCESVERILOGHDLWITHDESCRIPTIONLANGUAGEOFHARDWAREANDITSSYNTAXANDSOURCECODEKEYWORDSDES;VERILOGHDL;MODELSIMSE;ENCRYPTIONTECHNOLOGY河北经贸大学毕业论文I目录1绪论111DES的概要及背景112VERILOG模块的概要及背景22设计的技术基础321EDA技术简介322VERILOGHDL语言简介422MODELSIMSE简介53DES工作原理731基本原理732初始置换933DES的一轮1034最终置换144DES加密模块设计1541DES加密算法介绍1542DES加密模块设计18421DES加密模块总体构架18422密钥产生模块KEY_GEN设计19423S部件代换模块设计23424DESROUND模块设计24425DES顶层模块DES设计2743DES加密方案设计28431资源优先设计方案28432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11DES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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