DES加密Verilog模塊設計.doc

河北經貿大學畢業(yè)論文I摘要本文論述了利用Verilog硬件語言來描述DES加密技術對它進行模塊設計并用ModelSimSE進行了仿真。且詳細的對DES加密解密的工作原理及算法進行了解釋講解。加密的歷史可以追溯到公元前2000年的古埃及，當時人們只是運用簡單的象形文字，到現(xiàn)在已經有各種各樣的加密技術，而DES加密是采用對稱密鑰加密法，即用相同密鑰進行加密和解密。本文對DES加密模塊的設計進行了詳細的介紹，對DES加密技術的工作原理及DES的算法進行了詳細的介紹。DES算法的3個入口參數(shù)為key、data、mode，key為加密解密使用的密鑰，data為加密解密的數(shù)據(jù)，mode為其工作模式。本文只對key-gen模塊進行了詳細的講解。DES加密工作原理中只詳細介紹了DES的一輪，其中對DES的一輪中各個步驟進行了比較詳細的簡介。對DES加密算法進行了圖解和說明，并用表格形式對DES的置換規(guī)則，放大換位，單純換位進行了描述。且對DES算法框圖中的選擇函數(shù)S1，S8進行了表格描述。另外本文還對采用的硬件描述語言VerilogHDL進行了簡介，對其語法和源代碼等進行了介紹。關鍵詞DES；VerilogHDL；ModelSimSE；加密技術河北經貿大學畢業(yè)論文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河北經貿大學畢業(yè)論文I目錄1緒論.11.1DES的概要及背景.11.2Verilog模塊的概要及背景.22設計的技術基礎.32.1EDA技術簡介.32.2VerilogHDL語言簡介.42.2ModelSimSE簡介.53DES工作原理.73.1基本原理.73.2初始置換.93.3DES的一輪.103.4最終置換.144DES加密模塊設計.154.1DES加密算法介紹.154.2DES加密模塊設計.184.2.1DES加密模塊總體構架.184.2.2密鑰產生模塊key_gen設計.194.2.3S部件代換模塊設計.234.2.4desround模塊設計.244.2.5DES頂層模塊des設計.274.3DES加密方案設計.284.3.1資源優(yōu)先設計方案.284.3.2性能優(yōu)先設計方案.28總結.30致謝.31參考文獻.32河北經貿大學畢業(yè)論文1DES加密Verilog模塊設計1緒論1.1DES的概要及背景數(shù)據(jù)加密標準（DES，DataEncryptionStandard）也稱為數(shù)據(jù)加密算法（DEA，DataEncryptionAlgrithm）(ANSI)和DEA-1(ISO)，是近20年來使用的加密算法。后來，人們發(fā)現(xiàn)DES在強大攻擊下太脆弱，因此使DES的應用有所下降。但是，任何一本安全書籍都不得不提到DES，因為它曾經是加密算法的標志。介紹DES的細節(jié)還有兩個作用：第一，介紹DES；第二，更重要的是分析和理解實際加密算法。利用這個方法，我們還要從概念上介紹其他加密算法，但不準備深入介紹，因為通過DES介紹已經可以了解計算機加密算法的工作原理。DES通常使用ECB，CBC，或CFB模式。DES產生可以追溯到1972年，美國的國家標準局（NBS，即現(xiàn)在的國家標準與技術學會，NIST）啟動了一個項目，旨在保護計算機和計算機通信中的數(shù)據(jù)。它們想開發(fā)一個加密算法。兩年之后，NBS發(fā)現(xiàn)IBM公司的Lucifer相當理想，沒有必要從開頭開發(fā)一個新的加密算法。經過幾次討論，NBS于1975年發(fā)布了這個加密算法的細節(jié)。到1976年底，美國聯(lián)邦政府決定采用這個算法，并將其更名為數(shù)據(jù)加密標準。不久，其他組織也認可和采用DES作為加密算法。DES算法為密碼體制中的對稱密碼體制，又被成為美國數(shù)據(jù)加密標準，是1972年美國IBM公司研制的對稱密碼體制加密算法。其密鑰長度為56位，明文按64位進行分組，將分組后的明文組和56位的密鑰按位替代或交換的方法形成密文組的加密方法。DES(DataEncryptionS