加密算法一直在信息安全領(lǐng)域起著無可替代的作用,它直接影響著國(guó)家的未來和發(fā)展.隨著密碼分析水平、芯片處理能力和計(jì)算技術(shù)的不斷進(jìn)步,原有的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)算法及其變形的安全強(qiáng)度已經(jīng)難以適應(yīng)新的安全需要,其實(shí)現(xiàn)速度、代碼大小和跨平臺(tái)性均難以繼續(xù)滿足新的應(yīng)用需求.在未來的20年內(nèi),高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)將替代DES成為新的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn).高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法是采用對(duì)稱密鑰密碼實(shí)現(xiàn)的分組密碼,支持128比特分組長(zhǎng)度及128比特、192比特與256比特可變密鑰長(zhǎng)度.無論在反饋模式還是在非反饋模式中使用AES算法,其軟件和硬件對(duì)計(jì)算環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng),性能穩(wěn)定,密鑰建立時(shí)間優(yōu)良,密鑰靈活性強(qiáng).存儲(chǔ)需求量低,即使在空間有限的環(huán)境使用也具備良好的性能.在分析高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法原理的基礎(chǔ)上,描述了圈變換及密鑰擴(kuò)展的詳細(xì)編制原理,用硬件描述語言(VHDL)描述了該算法的整體結(jié)構(gòu)和算法流程.詳細(xì)論述了分組密碼的兩種運(yùn)算模式(反饋模式和非反饋模式)下算法多種體系結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)原理,重點(diǎn)論述了基本體系結(jié)構(gòu)、循環(huán)展開結(jié)構(gòu)、內(nèi)部流水線結(jié)構(gòu)、外部流水線結(jié)構(gòu)、混合流水線結(jié)構(gòu)及資源共享結(jié)構(gòu)等.最后在XILINX公司XC2S300E芯片的基礎(chǔ)上,采用自頂向下設(shè)計(jì)思想,論述了高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法的FPGA設(shè)計(jì)方法,提出了具體模塊劃分方法并對(duì)各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)論述.圈變換采用內(nèi)部流水線結(jié)構(gòu),多個(gè)圈變換采用資源共享結(jié)構(gòu),密鑰調(diào)度與加密運(yùn)算并行執(zhí)行.占用芯片面積及引腳資源較少,在芯片選型方面具有很好的適應(yīng)性.
上傳時(shí)間： 2013-06-20
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隨著安全通信數(shù)據(jù)速率的提高,關(guān)鍵數(shù)據(jù)加密算法的軟件實(shí)施成為重要的系統(tǒng)瓶頸.基于FPGA的高度優(yōu)化的可編程的硬件安全性解決方案提供了并行處理能力,并且可以達(dá)到所要求的加密處理性能(每秒的SSL或RSA運(yùn)算次數(shù))基準(zhǔn).網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,對(duì)安全性的需要變得越來越重要.然而,盡管網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步很快,安全性問題仍然相對(duì)落后.由于FPGA所提供的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì),特別是新的高速版本,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以在這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)安全性支持.FPGA是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)靈活性和功能升級(jí)的關(guān)鍵,對(duì)于容錯(cuò)、IPSec協(xié)議和系統(tǒng)接口問題而言這兩點(diǎn)非常重要.而且,FPGA還為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了適應(yīng)不同安全處理功能以及隨著安全技術(shù)的發(fā)展方便地增加對(duì)新技術(shù)支持的能力.標(biāo)準(zhǔn)加密/解決以及認(rèn)證算法,如RC-4、DES、三次DES、MD-5以及安全哈希算法-1(SHA-1)被廣泛用于全球網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)中.本文介紹了基于PCI總線的加密卡的研制,硬件板卡的結(jié)構(gòu),著重論述了加密卡上加密模塊的實(shí)現(xiàn),即用FPGA實(shí)現(xiàn)3DES及IDEA、MD5算法的過程,加密卡的工作原理,加密卡中多種密碼算法的配置原理,最后對(duì)3DES算法及IDEA、MD5算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行仿真,并繪制了板卡的原理圖,對(duì)PCI接口原理進(jìn)行了闡述.在論文中,首先闡述了數(shù)據(jù)加密原理.介紹了數(shù)據(jù)加密的算法和數(shù)據(jù)加密的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),并重點(diǎn)說明了3DES的算法.由于加密卡的生存空間在于其高速的加密性能與便捷的使用方式,所以,我們的加密卡采用的是基于PCI插槽的結(jié)構(gòu),遵從的是PCI2.2規(guī)范,理解并掌握PCI總線的規(guī)范是了解整個(gè)系統(tǒng)的重要一環(huán),本文講述了PCI總線的特點(diǎn)和性能,以及總線的信號(hào).由于遵從高速性的要求,我們?cè)谟布x型的時(shí)候,選用的是TI公司高速DSP T M S 3 2 0 C 5 4 x:T I公司新推出的T M S 3 2 0 C 6 x系列D S P功能強(qiáng),速度也非常快,但目前價(jià)格仍然太高,不適合一般加解密使用.而TMS3 2 0 C 5 4 x系列具有性能適中,價(jià)格低廉,產(chǎn)品成熟等特點(diǎn),是較好的選擇.FPGA選用的XILINX公司的XC2V3000,在隨后的文章中,我們將會(huì)對(duì)這些器件特性做相應(yīng)說明.并由此得出電路原理圖的繪制.文章的重點(diǎn)之一在于3DES算法及IDEA、MD5算法的FPGA實(shí)現(xiàn),以Xilinx公司VIRTEXII結(jié)構(gòu)的VXC2V3000為例,闡述用FPGA高速實(shí)現(xiàn)3DES算法及IDEA、MD5算法的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及關(guān)鍵部分的設(shè)計(jì).
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文對(duì)基于FPGA的CCSDS圖像壓縮和AES加密算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。主要完成的工作有： (1)深入研究CCSDS圖像壓縮算法，并根據(jù)其編碼方案，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的編解碼器。從算法性能和硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度兩個(gè)方面，將該算法與具有類似算法結(jié)構(gòu)的JPEG2000和SPIHT圖像壓縮算法作比較分析； (2)利用硬件描述語言VerilogHDL實(shí)現(xiàn)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法； (3)優(yōu)化算法復(fù)雜度較大的功能模塊，如小波變換模塊等。使用雙端口內(nèi)存模塊增加數(shù)據(jù)讀寫速度，利用DSP塊處理核心運(yùn)算單元，從而很大程度上提高了模塊的運(yùn)行速度，并降低了芯片的使用面積； (4)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊級(jí)流水線，在幾乎不增加占用芯片面積的情況下，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量； (5)在QuartusⅡ和ModelSim仿真環(huán)境下對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行模塊級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的功能仿真、時(shí)序仿真和驗(yàn)證。在硬件系統(tǒng)測(cè)試階段，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)FPGA與PC機(jī)的串口通信模塊，提高了系統(tǒng)驗(yàn)證的工作效率。
上傳時(shí)間： 2013-05-19
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隨著我國(guó)信息化發(fā)展進(jìn)程加快，信息化覆蓋面擴(kuò)大，信息安全問題也就隨之增多，其影響和后果也更加廣泛和嚴(yán)重。同時(shí)，信息安全及其對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定的重大影響，正日益突出地顯現(xiàn)出來，受到越來越多的關(guān)注。在和平年代，通過對(duì)信息載體進(jìn)行大規(guī)模的物理破壞，從而達(dá)到危害信息安全的目的，在一定程度上是行不通的。然而，在信息安全的角力上，破壞者從來都沒有放棄過，他們把目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)了信息載體中的數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)的易失性，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)成為信息安全中的最大隱患，同時(shí)也是破壞信息安全的一個(gè)突破口。 本文提出研制硬盤加密卡的主要目的是為了防止對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的竊取，保護(hù)硬盤中的數(shù)據(jù)。破壞者在得到硬盤后，也不能夠得到硬盤中的數(shù)據(jù)，從而達(dá)到保護(hù)信息安全的目的。加密卡提供兩個(gè)符合ATA-6標(biāo)準(zhǔn)的接口，串接在主板IDE接口和硬盤之間。存儲(chǔ)在硬盤上的數(shù)據(jù)，是經(jīng)過加密以后的加密數(shù)據(jù)；從硬盤上讀出的數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過該卡的解密才可被正常使用，否則只是一堆亂碼。加密卡采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)IDE接口和加密算法，以減小加解密帶來的速度上的影響。 論文的工作重點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：FPGA及VHDL語言的研究，ATA協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)研究及IDE接口的FPGA實(shí)現(xiàn)。論文對(duì)ATA協(xié)議做了細(xì)致的研究，分析了硬盤接口的工作機(jī)制以及主機(jī)與硬盤之間的通信協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了用FPGA的編程功能來實(shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)算機(jī)硬件底層接口協(xié)議的方法，詳細(xì)介紹了芯片的內(nèi)部框圖及FPGA的軟件流程圖，提出了在實(shí)現(xiàn)過程中應(yīng)注意的要點(diǎn)，最終用FPGA構(gòu)建了一個(gè)雙向IDE硬盤通道，實(shí)現(xiàn)了兩套符合ATA-6規(guī)范的IDE接口。
標(biāo)簽： FPGA 硬盤 加密卡 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-08-02
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隨著信息量的急劇增長(zhǎng)，信息安全日益受到人們重視。移動(dòng)硬盤的出現(xiàn)使得數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和攜帶更加方便，但也不可避免的帶來了數(shù)據(jù)安全隱患。只要竊走了移動(dòng)硬盤，任何想竊取硬盤信息的人便可以輕松得逞，即使設(shè)置了類似訪問口令這樣的邏輯密鑰，要想破解也不是件難事。 一個(gè)完整的數(shù)據(jù)加解密系統(tǒng)應(yīng)該具備安全可靠的密碼認(rèn)證機(jī)制和數(shù)據(jù)加解密算法。本文基于MEMS強(qiáng)鏈、USB控制器和FPGA設(shè)計(jì)了一種USB接口的高效數(shù)據(jù)加解密系統(tǒng)，采用物理認(rèn)證并用硬件實(shí)現(xiàn)AES加密算法。普通IDE硬盤掛接該系統(tǒng)后成為安全性極高的加密USB移動(dòng)硬盤，其平均數(shù)據(jù)吞吐率接近普通U盤，達(dá)到10MB/s。
標(biāo)簽： USB 移動(dòng) 硬盤數(shù)據(jù) 加密技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-06-16
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自上個(gè)世紀(jì)九十年代以來，我國(guó)著名學(xué)者、現(xiàn)中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)陳難先教授等人使用無窮級(jí)數(shù)的Mobius反演公式解決了一系列重要的物理學(xué)中的逆問題，開創(chuàng)了應(yīng)用、推廣數(shù)論中的Mobius變換解決物理學(xué)中各種逆問題的巧妙方法，其工作在1990年當(dāng)時(shí)就得到了世界著名的《NATURE》雜志的高度評(píng)價(jià)。 華僑大學(xué)蘇武潯教授等則把Mobius變換的方法應(yīng)用于幾種常用波形(包括周期矩形脈沖，奇偶對(duì)稱方波和三角波等)的傅立葉級(jí)數(shù)的逆變換運(yùn)算，得到正、余弦函數(shù)及一般周期信號(hào)的各種常用波形的信號(hào)展開；并求得了與各種常用波形信號(hào)函數(shù)族相正交的函數(shù)族，以用于各展開系數(shù)的計(jì)算與信息的解調(diào)；而后把它們應(yīng)用到通信系統(tǒng)中，提出了一種新的通信系統(tǒng)，即新型Chen-Mobius通信系統(tǒng)。 本文主要完成了兩個(gè)方面的工作,Chen-Mobius多路通信系統(tǒng)的FPGA硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和基于Chen-Mobius變換的語音加密雙工通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。首先，利用嵌入MATLAB\SIMULINK中的DSPBuilder軟件對(duì)Chen-Mobius多路(四路和八路)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，對(duì)該系統(tǒng)在不同信噪比情況下的錯(cuò)誤概率進(jìn)行了計(jì)算，并繪出了信噪比-錯(cuò)誤概率曲線；其次，利用DSPBuilder中的Signalcompiler將Chen-Mobius多路通信系統(tǒng)的主體模塊(函數(shù)及積分器的產(chǎn)生等)轉(zhuǎn)化成HDL硬件語言，后在QuartusⅡ軟件平臺(tái)上，結(jié)合利用VHDL編程的硬件程序模塊(分頻、延時(shí)、控制模塊等)構(gòu)架完整的Chen-Mobius通信系統(tǒng)，并對(duì)此系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合、引腳分配、仿真驗(yàn)證、時(shí)序分析等；最后，在Altera公司的Stratix 芯片上，實(shí)現(xiàn)硬件的編程和下載，從而完成了Chen-Mobius多路通信系統(tǒng)的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)。 另外，利用Chen-Mobius單路通信系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)系統(tǒng)分別對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行加密與解密，在兩塊DE2的FPGA開發(fā)板上成功實(shí)現(xiàn)了基于Chen-Mobius變換的語音加密雙工通信。完成本設(shè)計(jì)意義重大，它為今后Chen-Mobius通信系統(tǒng)應(yīng)用于通信領(lǐng)域的各個(gè)方面，邁開堅(jiān)實(shí)的一步。
標(biāo)簽： ChenMobius FPGA 通信系統(tǒng) 硬件實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-07-24
上傳用戶：xaijhqx
介紹了3DES加密算法的原理并詳盡描述了該算法的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。采用了狀態(tài)機(jī)和流水線技術(shù)，使得在面積和速度上達(dá)到最佳優(yōu)化；添加了輸入和輸出接口的設(shè)計(jì)以增強(qiáng)該算法應(yīng)用的靈活性。各模塊均用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)，最終下載到FPGA芯片Stratix EP1S25F780C5中。
上傳時(shí)間： 2013-08-20
上傳用戶：HGH77P99
分組密碼的應(yīng)用非常廣泛，但由于差分密碼攻擊和線性密碼攻擊的出現(xiàn)，使分組密碼受到致命的打擊，文章基于能夠保護(hù)已有軟件和硬件使用分組密碼投資的目的，采用多重加密的思想，通過對(duì)密碼體制強(qiáng)化的方法，提出了一個(gè)新的三重加密方案，并分析了其安全性特征，得到了安全性更強(qiáng)的一種算法。
上傳時(shí)間： 2013-11-25
上傳用戶：ljmwh2000
基于PIC單片機(jī)的低功耗讀卡器硬件設(shè)計(jì):本文提出了一個(gè)完整的基于串口的智能讀卡器子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案并將其實(shí)現(xiàn)。讀卡器的設(shè)計(jì)突出了小型化的要求，全部器件使用貼片封裝。為了減小讀卡器的體積，設(shè)計(jì)中還使用了串口竊電的技術(shù)，使用串口信號(hào)線直接給讀卡器供電。為此，讀卡器使用了省電的設(shè)計(jì)，采用了省電的集成電路，并大膽簡(jiǎn)化了許多傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)電路。關(guān)鍵字： 讀卡器， 單片機(jī)， 串口竊電 Abstract： This paper aims to put forward a complete design of Smart IC card reader based onSerial Port and propose the way of realizing it for the purpose of Network Security. SMD isadopted to make Smart IC reader smaller in this design. To reduce the volume of Smart ICreader， Serial Port powered technology is employed to get power from the signal line of Serial Port. For this reason， low-power consumption components are adopted in the design and some traditional designs are simplified to reduce the power consumption.Keywords： Card Reader； Single-chip Computer； Serial Port Powered IC 卡系統(tǒng)保存了加密算法所需要的工作密鑰，供加密算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加密使用，是整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全的核心。在IC 卡子系統(tǒng)中，讀卡器是一個(gè)重要的部分。它起著管理IC卡、在IC 卡和PC或網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)間傳遞數(shù)據(jù)的重要作用。本文以一片PIC單片機(jī)為核心完成了基于RS232 串口的讀卡器的硬件設(shè)計(jì)。
上傳時(shí)間： 2014-04-14
上傳用戶：wanghui2438
采用DSP處理器TMS320C6416T,基于AES分組密碼算法和SPI總線實(shí)現(xiàn)IP視頻電話加密通信。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，選擇了合理的加密算法和加密方式，提出了高效的通信機(jī)制和數(shù)據(jù)格式，分析了軟硬件設(shè)計(jì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
標(biāo)簽： C6416 6416T 6416 TMS
上傳時(shí)間： 2013-10-11
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