AES算法的改進(jìn)與FPGA設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告

AES算法的改進(jìn)與FPGA設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告題目：AES算法的改進(jìn)與FPGA設(shè)計(jì)一、選題背景及意義隨著現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，信息安全問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。因此，加密算法的安全性和效率成為了測(cè)量加密系統(tǒng)優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)之一。AES（AdvancedEncryptionStandard）算法是目前使用最廣泛的對(duì)稱(chēng)密碼學(xué)加密算法之一，已被應(yīng)用于多種場(chǎng)景，包括電子商務(wù)、移動(dòng)通信和云計(jì)算等。但是，隨著計(jì)算能力的不斷提高，AES算法的安全性和效率也越來(lái)越受到挑戰(zhàn)。因此，對(duì)AES算法進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化是非常必要的。同時(shí)，現(xiàn)在很多安全系統(tǒng)都采用了FPGA（FieldProgrammableGateArray）技術(shù)來(lái)進(jìn)行加密計(jì)算，因?yàn)镕PGA芯片具有高度定制化、高性能、低功耗等優(yōu)勢(shì)。因此，將AES算法在FPGA上進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，可以更好地提高算法的效率和安全性，為信息安全提供更好的保障。二、主要研究?jī)?nèi)容和方向本次選題主要研究?jī)?nèi)容和方向包括以下幾個(gè)方面：1.分析AES算法的原理和流程，確定需要改進(jìn)和優(yōu)化的部分。2.研究并實(shí)現(xiàn)AES算法的改進(jìn)方案，比如采用不同的分組長(zhǎng)度、不同的輪數(shù)和不同的替換盒等。3.在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)AES算法，并對(duì)比計(jì)算性能和資源利用情況，優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)。4.使用Simulink進(jìn)行仿真及驗(yàn)證并進(jìn)行性能分析，為FPGA優(yōu)化性能提供更有針對(duì)性的調(diào)整。三、預(yù)期成果和應(yīng)用價(jià)值本次研究的預(yù)期成果和應(yīng)用價(jià)值包括以下幾個(gè)方面：1.開(kāi)發(fā)出具有改進(jìn)和優(yōu)化后的AES算法，提高算法的安全性和效率。2.在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)AES算法，提高計(jì)算性能和資源利用情況。3.通過(guò)Simulink仿真驗(yàn)證，并對(duì)性能進(jìn)行評(píng)估，為FPGA設(shè)計(jì)提供更有針對(duì)性的調(diào)整。4.為信息安全提供更好的保障，促進(jìn)數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。四、研究方法和技術(shù)路線(xiàn)本次研究的主要方法和技術(shù)路線(xiàn)包括以下幾個(gè)方面：1.文獻(xiàn)調(diào)研和資料分析，研究AES算法的原理和流程，找出需要改進(jìn)和優(yōu)化的部分。2.基于理論探究，提出AES算法的改進(jìn)方案，并對(duì)比計(jì)算性能和資源利用情況，優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)。3.使用Vivado進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，通過(guò)Simulink仿真驗(yàn)證并進(jìn)行性能分析，為FPGA優(yōu)化性能提供更有針對(duì)性的調(diào)整。4.總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析優(yōu)缺點(diǎn)，并探討AES算法的未來(lái)發(fā)展方向。五、工作計(jì)劃和進(jìn)度安排本次研究的工作計(jì)劃和進(jìn)度安排如下：1.第一階段（2周）：文獻(xiàn)調(diào)研和資料分析、AES算法原理和流程研究。2.第二階段（4周）：針對(duì)AES算法的缺陷和優(yōu)化部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和方案提出。3.第三階段（6周）：實(shí)現(xiàn)改進(jìn)后的AES算法，進(jìn)行性能測(cè)試和資源利用情況優(yōu)化。4.第四階段（2周）：使用Simulink進(jìn)行仿真驗(yàn)證和性能分析。5.第五階段（2周）：總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析優(yōu)缺點(diǎn)，并撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。六、參考文獻(xiàn)1.Daemen,J.,&Rijmen,V.(2002).ThedesignofRijndael:AES-theadvancedencryptionstandard.Secur.Wirel.Netw.,4(2),139-144.2.Veena,S.V.,&Dhanalakshmi,R.(2018).High-PerformanceFPGAImplementationofAES256throughCryptographicAlgorithm.JournalofAdvancedResearchinDynamicalandControlSystems,10(specialissue6),1553-1562.3.Shieenesh,K.R.,&Raja,K.B.(2018).FPGAimplementationofAESalgorithmsforrealtimeapplications.Internationaljournalofengineeringandtechnology(UAE),7(4.28),1-6.4.Huarte,J.C.,García,J.,&Hernández,á.(2020).AhardwareacceleratorforAES-256/GCMonFPGAs.MicroprocessorsandMicrosystems,75,103190.5.Dong,J.,Li,X.,Zhang,C.,&Qiu,S.(2016).