探索基于fpga技术流媒体安全传输的研究与实现

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1、北京交通大学硕士学位论文基于FPGA技术流媒体安全传输的研究与实现姓名：梁微申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：宋晓虹20060301北方交通大学硕士学位论文摘要随着Internet的飞速发展和网上多媒体应用的普及，媒体资源的安全成了一个热点的研究课题。因此，对流媒体数据安全传输技术的研究具有重要的应用价值。论文的主要研究工作可以概括为以下几个方面：(1)分析了流媒体网络传输对安全的特殊需求，比较了软、硬件加密技术，从理论上证明了在流媒体传输过程中采用硬件实现加密的实时性和可靠性。(2)系统研究了密码学的基本理论，在安全性、可实现性、执行性能三方面比较了分组加密中典型的D

2、Es算法和AEs算法，证明．了在流媒体传输加密中使用AEs算法的优势。(3)研究了AEs算法的几种模块实现结构和工作模式，分析了这些结构的优缺点以及他们的适用场合。提出了AEs算法基于FPGA的优化设计方案。(4)使用VHDL硬件描述语言进行了方案实现电路的RTL级描述；基于Altera公司的APEX20KE系列芯片，使用Quartusii平台进行了时序仿真。测试得出系统工作频率达到50MHz，最高数据吞吐量可以达到600Mbps。试验结果表明该方案能满足传输多媒体信息的实时要求，并切实保障了数据安全性。关键词：加解密，流媒体，FPGA，AES摘要AbstractWithther印idd

3、evelopmentofIntemettechn0109yandthepopularityofnetworkmultimedia，andtheresearchonsecurityofmediaresourcesbecomesaresearchhotspot．Asaconclusion，meresearchonthesecurityoftlletransmissioninstreamingmediahassomeimporta工lt印plicativevalue．Thedissertationhasmadepmgressesinthefollowingaspects：1)Thispaper

4、，firstly，thisdissertationhasaIlalyzedthespecialdemandsonsafctyinthetraIlsmissionins订eamingdata，andhascomparedso胁areencryptionandhardwareencryption．Italsoispmvedthat廿lehardwareisreal—time抽dreliablewhenitisusedtorealizeencr)，ptioninme乜m锄ission．2)Theessentialmet11eoryofAESencryptionaIgorithmisstudie

5、d．ThisdissertationhascomparedmeDESencryptionalgorimmwiththeAEStotallyinhethreefunctionswhichissecurity，rcalizationa11dperfbnn孤ce．nisproredthattheAESencryptionalgoritllIIlissuperableinthetransmission．3)ThispaperhasstIIdiedAESencr)，ptionalgorithm’sseveraIrcalizingarchitecturewimblockandworkingmodes

6、．It，secondly，hasanalyzedlheadVamagesandthedisadVaIltagesofmesearc}litecturea11dtlleoccasionwhichismfortllemtobeuSed．It，五nally，hascarriedoutoneopthnirableprogr锄ofAESalgorit№，whichisbasedonFPGA．4)Eachpartisd印ictedwithVHDL．BasedonAPEx20KEchipand【I北方交通大学硕士学位论文QuartusijtooJs，a11dthehmingsjmulationisdo

7、ne．Thetestissetforththat，ifthem衄ingfrequencyof也esystemreaches50MHz，datathrou曲putwithreach600Mbps，ThisIestalsoprovesthatthisprograIncaJlsatisfymereal—timetransmissioninstreamingmedia，a11dcanensurethesafetyofdata．Keyword