【正文】 如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。每一輪循環(huán)移位的次數(shù)對原始密鑰是固定的，其每一位相對于初始密鑰的每一位存在著固定的關系，由此可以列出每一輪子密鑰與初始密鑰之間的關系表，通過關系表采用硬件描述語言可同時產生16輪子密鑰。 DES加密方案設計 資源優(yōu)先設計方案資源優(yōu)先方案就是通過硬件設計出一個密鑰變換輪函數(shù)和一個明文變換輪函數(shù)，通過16輪反復調用這一個硬件系統(tǒng)實現(xiàn)一次DES加密運算。 previous_key=(Key_i)。每組前面的一個bit是復制上一組擴展前的最后一個bit，后面加的一個bit是復制下一組擴展前的最開始的一個bit。S盒的設計準則如下：l 沒有一個S代換部件的輸出位是接近輸入位的線性函數(shù)。 ……elsebegincase(iteration)0: begin semi_key= prev_key_var[55:28]。if(!decrypt)begin case(iteration) 0,1,8,15。DES加密模塊頂層的外部接口示意圖如圖43所示，部分端口功能說明如表47所示。逆置換正好是初始置換的逆運算，例如，第1位經(jīng)過初始置換后，處于第40位，而通過逆置換，又將第40位換回到第1位，其逆置換規(guī)則、放大換位、單純換位分別見表4表4表44。例如，第一塊的16表示原輸入的第16位移到輸出的第1位，第16塊的10表示原輸入的第10位移到輸出的第16位。第2位和第4位口令輸入一樣寫出。表33 IP使用的完整變換表58504234261810260524436282012462544638302214664564840322416857494133251791595143352719113615345372921135635547393123157 DES的一輪DES的一輪包括圖34所示步驟。簡單地說，DES利用加密的兩個基本屬性：替換（也稱混淆）和變換（也稱擴散）。c) 支持大規(guī)模設計的分解和已有設計再利用。EDA關鍵技術之一就是采用硬件描述語言對硬件電路進行描述，且具有系統(tǒng)級仿真和綜合能力。雖然56位密鑰的DES算法已經(jīng)風光不在，而且常有用DES加密的明文被破譯的報道，但是了解一下昔日美國的標準加密算法總是有益的，而且目前DES算法得到了廣泛的應用，在某些場合，仍然發(fā)揮著余熱。DES加密Verilog模塊設計方案 DES的概要及背景數(shù)據(jù)加密標準（DES，Data Encryption Standard）也稱為數(shù)據(jù)加密算法（DEA，Data Encryption Algrithm）(ANSI)和DEA1(ISO)，是近20年來使用的加密算法。 Verilog模塊的概要及背景Verilog HDL是在1983年由GDA（Gateway Design Automation）公司的Phil Moorby首創(chuàng)的。目前應用比較廣泛的硬件描述語言就是Verilog HDL，它最早是由美國國防部提出來的。d) 可讀性好，既可以被計算機接受，也容易被人所理解。DES共16步，每一步稱為一輪，每一步進行替換與變換步驟。P盒替換異或交換密鑰變換 擴展置換S盒替換圖34 DES的一輪 第一步：密鑰變換最初64位密鑰通過放棄每個第8位而得到56位密鑰。注意第一個輸入位在第二個輸出位重復，并在第48位重復。表37 P盒置換1672021291228171152326518311028241432273919133062211425第5步：異或與交換注意上述所有操作只是處理了64位明文的右邊32位，還沒有處理左邊部分。表42 DES算法逆置換規(guī)則40848165624643239747155523633138646145422623037545135321612936444125220602835343115119592734242105018582633141949175725表43 DES算法放大換位表3212345456789891011121312131415161716171819202120212223242524252627282928293031321表44 DES算法單純換位表1672021291228171152326518311028241432273919133062211425在f（R，K）算法描述圖中，S1，S2，…，S8為選擇函數(shù)，其功能是把6bit數(shù)據(jù)變?yōu)?bit數(shù)據(jù)。resetdecrypt_iclkload_idata_i[63…0]key_i[63…0]data_o[63…0]ready_o圖43 DES加密模塊頂層的外部接口表47 DES加密模塊部分端口功能說明類型端口描述inputload_idata loadinputdecrypt_iencrypt controlinput[63…0]data_idata inputinput[63…0]key_iexternal secret keyoutput[63…0]data_odata outputoutputready_oready output 密鑰產生模塊key_gen設計DES算法中16輪非線性變換所用到的16個內部子密鑰，都是DES由內部變換子密鑰產生器產生的，DES的外部輸入密鑰K由64bit組成，即K=（K，K，…，K） 64bit的外部密鑰K包含了8個字節(jié)，每個字節(jié)有8bit。 begin semi_key= prev_key_var[55:28]。 non_perm_key_var[55:28]= semi_key。l 如果將輸入位的最左或最右端的位固定，變化中間的4位，每個可能的4位輸出只能得到一次。而第一組加的一個bit是擴展前的第32bit，第八組后面加上的一個bit則是擴展前第一組的頭一個bit。 iteration=(iteration_i)。由于16輪運算都只占用一輪運算所需的硬件資源，使硬件的開銷大大減少。采用此方法大大簡化了程序語言、節(jié)約了硬件的資源開銷。在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導過我的老師和關心過我的同學，感謝周彥良老師在畢業(yè)設計過程中給我講解設計思想，幫我理清思路，使我的畢業(yè)設計順利進行。致謝大學生活即將結束，論文也終于完成，從論文選題到搜集資料，從寫稿到反復修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復雜。對密鑰變換原理進行分析可以發(fā)現(xiàn)，每一輪子密鑰的產生只是將初始密鑰經(jīng)過置換和不同次數(shù)的循環(huán)移位。ready_o信號持續(xù)一個時鐘周期以后又變?yōu)榈碗娖?，load_i再次上跳為高電平，模塊對下一個明文分組進行加密。 expandedR[0]=R_i_var[31]。假設32bit的輸入為： R=r，r，…，r32bit的輸入被分為8組，每組4bit，再把每組4bit前后各加一個bit，從而擴展為6bit。S代換部件在整個DES算法中所占比重較大，一共有8個模塊，是設計中需要關注的部分。 semi_key= perv_key_var[27:0]。non_perm_key=(0)。其中密鑰產生模塊被desround模塊調用。圖41 DES算法框圖經(jīng)過16次迭代運算后，得到L1R16，將此作為輸入，進行逆置換，即得到密文輸出。表37顯示了P盒。這兩位實際上是重復4位塊的第1位和第4位。然后對兩塊進行16輪操作。這樣，64位密鑰丟棄每個第8位即得到56位密鑰，如圖32所示。b) 具有豐富的模擬仿真語句和庫函數(shù)，使得在任何大系統(tǒng)的設計早期就能查驗設計系統(tǒng)功能的可行性，隨時可對設計進行仿真模擬，將設計中邏輯上的錯誤消滅在組裝之前。隨著計算機、集成電路、電子系統(tǒng)設計的發(fā)展，EDA技術先后經(jīng)歷了計算機輔助設計CAD(Computer AssistDesign)、計算機輔助工程設計CAE(Computer Assist Engineering Design)及電子系統(tǒng)設計自動化ESDA(Electronic System D