【正文】 才后悔曾今的不珍惜，面對白紙黑字，總覺得些許惆悵。 Thanavijitpun, C. 。致 謝光陰的流逝是客觀的，每一分，每一秒，不緊不慢，然而它卻常常被我忽略。本課題主要研究內(nèi)容如下：對密碼學(xué)理論的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，并分析了相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域，對現(xiàn)今市場上的AES加密標(biāo)準(zhǔn)做了研究，分析了軟、硬件實現(xiàn)的優(yōu)缺點，在此基礎(chǔ)上確定了用ASIC方式實現(xiàn)AES加密電路。應(yīng)用Synopsys公司開發(fā)的后端設(shè)計工具Astro可以完成布局布線的設(shè)計，同時Astro還具有時序優(yōu)化的功能，可以再一次流程中使設(shè)計電路達(dá)到預(yù)設(shè)的指標(biāo)。優(yōu)化：綜合器根據(jù)外部施加的一定條件（包括時序和電路面積的限制等），按照預(yù)定的算法對轉(zhuǎn)譯的結(jié)果進(jìn)行邏輯優(yōu)化。相比較而言非并行擴(kuò)展就不存在這樣的問題，所以，本課題采用的是非并行擴(kuò)展方案。列混合變換過程及外部接口分別如圖339所示，Mixcolumns模塊仿真波形如圖310所示。位變換過程如圖34所示。 AES 加密模塊總體架構(gòu)本課題研究的AES加密共有7個部分，分別是：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundkey、Sbox、Key Expansion，其中Encrypt模塊由SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundkey、Sbox這5個部分組成，完成加密功能。該過程就是首先用HDL語言描述目標(biāo)電路，然后運(yùn)用相關(guān)工具進(jìn)行仿真（如Modelsim）、生成相應(yīng)的目標(biāo)文件（如EDA），最后再用ASIC或者FPGA方式來實現(xiàn)電路。AES加密算法的工作流程如圖23所示。②P層（線性混合層）：進(jìn)行列混淆變換MixColumn和行移位變換ShiftRow，主要是為了確保多輪迭代后的數(shù)據(jù)高度擴(kuò)散。2）密文鏈接模式（CBC）密文鏈接模式，先將一個明文分組進(jìn)行加密，其結(jié)果存儲在寄存器中，然后明文分組再與寄存器中的密文進(jìn)行逐位異或，異或的結(jié)果與密鑰分組一齊被送入加密電路。 AES 加密算法工作模式 本文的第一章節(jié)里面就曾提到，AES加密算法屬于分組密碼，分組密碼的設(shè)計思想就是將不同位寬的明文和密鑰分成固定長度的明文組和密鑰組。因此只有4個16位的SBox共享密鑰更新的計算。此外，在Rijndae1系統(tǒng)中數(shù)據(jù)以最初始的字節(jié)格式存在。工作在復(fù)合材料領(lǐng)域，乘法逆元素是相對自由的。好消息是，前人已經(jīng)總結(jié)了一套實用的Sbox計算方法。 加密 令 要實現(xiàn)AES兩個子步驟，通常需要SubBytes轉(zhuǎn)換，如表2所示。多項式表示為： () () 在有限域中還有一種乘法運(yùn)算叫做乘，記作: 多項式表示為： ) ()在這個式子中，要是為0，多項式的系數(shù)依次向左移動1比特，最右邊空出來的1個比特我們用0來填充，這樣的改變并不影響該等式的結(jié)果；如若為1的話。1）有限域上多項式的加法運(yùn)算AES加密算法中，通過我們?nèi)藶榈囟x，把一個字節(jié)（即8位的二進(jìn)制數(shù)）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)中常用的多項式，這就把不易計算分析的二進(jìn)制數(shù)直觀地用符合我們正常思維的數(shù)學(xué)多項式的計算來表示。使密文的多樣性得到極大的拓展，使線性攻擊等手段對其無能為力。AES算法運(yùn)用的是迭代型分組算法，安全性高，靈活性好，并且迭代型分組易于在軟硬件中實現(xiàn)。因此，本次課題的學(xué)習(xí)目標(biāo)是重點掌握優(yōu)勢更為明顯的硬件實現(xiàn)方法。 優(yōu)點：便捷、經(jīng)濟(jì)，使用靈活，方便移植。AES的先進(jìn)性決定了其篩選的嚴(yán)格程度，這個征集過程歷時3年，進(jìn)行三輪層層篩選，第一輪選出15種候選算法，第二輪對前一輪結(jié)果進(jìn)行篩選，只剩下5個算法晉級，最后一輪又經(jīng)過詳細(xì)論證及三次研討會議，才最終確立了Rijndael算法的先進(jìn)地位，并于2001年將其命名為AES新一代高級加密標(biāo)準(zhǔn)。從上世紀(jì)七十年代到當(dāng)今的21世紀(jì)，這近30年間在加密標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，DES可謂是獨(dú)占鰲頭。另一種則打破了常規(guī)思路，把量子密碼學(xué)、DNA技術(shù)以及混沌技術(shù)等一系列非常規(guī)手段應(yīng)用到了信息加密上，不可不謂是另辟蹊徑。然而，伴隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，計算機(jī)硬件的表現(xiàn)可以說在穩(wěn)步飆升，數(shù)據(jù)交換量空前，DES加密標(biāo)準(zhǔn)的安全性面臨空前的挑戰(zhàn)，事實上，實踐表明DES已漸漸不堪復(fù)用，無法滿足高端用戶的需求。 Encryption Standard 。如何才能保證私密信息不被外界竊取已經(jīng)成為現(xiàn)在學(xué)者們研究的重點項目。因此，網(wǎng)絡(luò)信息安全這個名詞逐漸進(jìn)入人們的眼球。關(guān)鍵字： AES；加密標(biāo)準(zhǔn)；算法；Verilog HDL；Modelsim . The design of AES encryption circuit based on Verilog HDLAbstract Nowadays , the puter technology is in a rapid development in the direction of fast and portable in the information society . This means that the electronic form of data and personal information is widely used by us . Therefore , the network information security has aroused people’s attention . The way of how to keep the private information away from the outside world to steal has became the focus of the scholars study now . This topic is put forward in the background I mentioned before in purpose that design a circuit of AES encryption based on Verilog HDL . There are serval tasks to be done according to the subject , including the principle of AES encryption algorithm in the process of analysis and the subsequent hardware implementation . Firstly , the core of the design of AES encryption circuit is the implementation of AES encryption algorithm . Therefore , this article introduces the principle of AES algorithm , including the Sbox 、shiftrows、mixcoloumns and AES line ranks , etc . Secondly , this paper pared the AES encryption circuit module partition and introduced Verilog HDL description and Modelsim simulation one by one . Finally , it gives the design process of use Synopsys DC and Astro to finish the prehensive and automatic wiring . Key Words : AES 。自上世紀(jì)70年代起，DES加密標(biāo)準(zhǔn)一直都是數(shù)據(jù)加密領(lǐng)域的重量級角色。從目前已經(jīng)被提出的加密思想來看，一種就是公鑰密碼、分組密碼、序列密碼等基于數(shù)學(xué)思想的加密技術(shù)。在之后的幾年里，DES加密標(biāo)準(zhǔn)迅速升溫，全球范圍內(nèi)DES開始滲透到各行各業(yè)，當(dāng)然了，加密算法最新都是為軍事服務(wù)的，后來逐漸進(jìn)入民用領(lǐng)域。此次征集的目的就是要確立一個適用于全球范圍內(nèi)各行各業(yè)，具有較強(qiáng)通用能力的新一代加密標(biāo)準(zhǔn)，并且替代現(xiàn)有的即將過時的DES加密算法。軟件實現(xiàn)方式：即使用一種語言在一個操作系統(tǒng)或單片機(jī)上編寫加密程序。但是在很多實際應(yīng)用中，軟件加密方案并不能完全滿足現(xiàn)實需求。相反，解密過程就是一個逆運(yùn)算，加、解密過程中使用的密鑰分組是相同的。SP結(jié)構(gòu)中的P層主要承擔(dān)著擴(kuò)散的工作，經(jīng)過這一層的計算，明文分組中的任何一點變動，都會引起相應(yīng)密文的無規(guī)律變化。舉個列子，現(xiàn)在有一個多項式，那么它對應(yīng)的8位二進(jìn)制數(shù)就是1010011，因此，其對應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)就是{A3}。為了定義字節(jié)乘法，被廣泛地用于AES加密算法的多項式為：