des加密算法vlsi实现方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com电子科技2006年第4期(总第199期)DES加密算法的VLSI实现方法．李均洋(中铁十一局集团电务工程有限公司，湖北武汉430074)摘要简述了DEs加密算法的发展历史和核心思想，并给出了一种VLsI实现方法。并且在数据通道中采用了流水线结构，这样的结构比软件实现有着更好的加密性能丈中着重介绍了DES算法中的s—Box，替换和迭代过程。关键词DES；VLSI；Verilog；IIDL中图分类号TN918．1AVLSIImplementationo

2、fDESAlgorithmLiJunyang(CRI1GElectricEngneeingCo．。LtdWuhan430074，China)AbstractThispaperbrieflyintroducesthehistoryandcoreprincipleoftheDESalgorithmandpresentsaVLSIimplementation．Thepipelineddatapathisused，whichprovidesbettersecuritythanequivalentsoft

3、wareimplementationsThispaperputsemphasisontheS-BoxoftheDESalgorithm，permutationandtheroundfunction．KeywordsDES(dataencryptionstandard)；VLSIPipelineVerilog；HDLDES算法是最为广泛使用的一种分组密码算1973年首次公布DES算法描述，并进行公开法，对推动密码理论的发展和应用起了重大作用。讨论；目前，基于DES算法的／Jn／解密硬件仍在广泛应用

4、1977．1．15正式批准为无密级应用的加密标准于国内卫星通信、网关服务器、机顶盒、视频传(FIPS一46)。输以及其他大量的数据传输业务中。2DES算法描述1DES的发展历史DES是一种分组密码算法，分组密码是在定1973年美国商业部所属的美国国家标准局长的块上进行替代操作(Substitution)、换位操作(NBS)先后两次向公众发出了征求加密算法的公(Transposition)或是他们的合成(乘积加密)。告。加密算法要达到的目的(通常称为DES密码所谓替代是将明文中的一个字母用密文字母

5、表中算法要求)主要为以下4点：(1)提供高质量的数其他字母替代。而换位是一块中的字母简单的置据保护，防止数据未经授权的泄露和未被察觉的修换。改；(2)具有相当高的复杂性，使得破译的开销DES算法中数据以64位分组进行加密，有效超过可能获得的利益，同时又要便于理解和掌握；密钥长度为56位。它的加密算法与解密算法相同，(3)DES密码体制的安全性应该不依赖于算法的保只是解密使用子密钥与加密子密钥的使用顺序刚密，其安全性仅以加密密钥的保密为基础；(4)实现好相反。DES在对明文进行初始置换(IP)之后

6、，执行l6轮的迭代密码，最后经初始置换的逆变化经济，运行有效，并且适用于多种完全不同的应用。(IP。)。所谓迭代密码是在密钥控制下多次利用轮收稿日期：2005—09—14函数，进行加密变换，以实现扩散和混淆的效果。作者简介：李均洋(1976一)，男，本科研究方向：通信。这里明文块为M0=LoR0，其中是Mo的左32位，维普资讯http://www.cqvip.comDES加密算法的VLSI实现方法其中凰是Mo的右32位。给定一个密钥k，由它生文尺l止l6。其流程见图1。成16个子密钥kl，k2⋯

7、．，Ii：l6。通过迭代过程得到密其中初始置换IP及其逆置换IPJ的规则如表1初始置换fP和逆置换I规则IPI5850423426l8102408481656246432605244362820l2439747l555236331625446383022146386461454226230645648403224l6837545l3532l61295749413325179l3644412522060285951433527191133534311511959276153453729211353

8、42421050l85826635547393l231573314l949l75725表1所示(假设输入明文为m=mlm2⋯m64，则IP(m)=m58m5o⋯m15m7)。在DES流程中的，函数的具体过程见图2。如图2所示，首先将R(32bits)进行位扩展使其成为48bits，再与子密钥()进行异或操作，结果分成8组，每组6位。从左到右分别作为l，⋯8的输入。令S-box的输入为blb2b3b4bsb6，bib6和b2b3b4b5分别表示为i，_『(0≤≤3，0J≤5)，取下表中相应S-bo