基于fpga的des加密系统设计与实现

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1、基于FPGA的DES加密系统设计与实现摘要随着信息技术的发展，计算机应用渗透到社会生活的各个领域，特别是军事的应用，使人们对信息的依赖程度越来越高，因而信息安全技术显得格外重要。加密作为信息安全中一个最为有力的武器，正在发挥着重要的作用。DES(DataEncryptionStandard)加密算法在成为加密标准到今天，经历了长期的考验。实践证明DES算法的安全性是能够满足大部分的安全要求的。采用软件方式实现的DES算法会在很大程度上占用系统资源，造成系统性能的严重下降，而DES算法本身并没有大量的

2、复杂数学计算，在加/解密过程和密钥生成过程中仅有逻辑运算和查表运算，因而，无论是从系统性能还是加/解密速度的角度来看，采用硬件实现都是一个理想的方案。随着微电子技术的发展，可编程逻辑器件由早期的只读存贮器((PROM)发展到今天十分流行并广泛应用的现场可编程门阵列FPGA。FPGA具有体系结构和逻辑单元灵活，集成度高以及实用范围宽等特点，可以实现较大规模的电路，编程也很灵活，而且设计开发周期短，设计制造成本低，开发工具先进，标准产品无需测试，质量稳定以及可实时在线检验等优点，因此被广泛应用于产品的原

3、型设计和产品生产。所以，应用FPGA来设计和实现DES加密算法具有十分重要的现实意义和广阔的应用前景。本文设计实现了一种基于FPGA的DES加密系统。概括起来，本文主要完成了以下几方面的主要工作:1:完成了DES加密系统的整体设计。整个系统包括DES加密核心模块，UART通信接口模块和BLOCKRAM存储模块。2:以EITS2003开发板为硬件开发平台，ISEwebpack为开发软件，用Verilog硬件描述语言设计并且实现了三大模块的具体功能及整体连接。3:用PC，串口调试工具，UART通信接口和

4、EITS2003开发板测试并验证了整个系统的功能。4:探讨了DES加密系统在军事通信总站内的应用。关键字:DES,FPGA,Verilog,UART,B1ockRAM,数据加密ABSTRACTWiththedevelopmentofinformationtechnology,theapplicationofcomputerhascomeintosocialanyfield.Especiallyinmilitaryfield,peoplerelyoninformationmoreseriously.S

5、oinformationsecuritybecomesveryimportant.Encryptionasasortofpowerweaponiswidelyusedinthefieldofinformationsecurity.DES(DataEncryptionStandard)encryptionarithmetichasstoodthelongtestfromwhenitbecametheencryptionstandardtonow.Itisprovedbymuchpracticethat

6、thesecurityoftheDESencryptioncansatisfythevoluminousneedofsecurity.ImplementingtheDESarithmeticbysoftwarewillengrossmuchsystemresourceandmakethesystemfunctiondecline.ButtheDESarithmetichasnotmuchandcomplexmathematicscountandonlyhaslogicoperationandlook

7、-up-tableoperation.So,thinkingfromthepointofsystemfunctionandspeedofencryptionanddecryption,implementingtheDESarithmeticbyhardwareisanidealproject.Withthedevelopmentofmicro-electronictechnology,theprogrammablelogicdevicedevelopfromearlierROMtoverypopul

8、arandextensiveappliedFPGA(FieldProgrammableGateArray)today.TheFPGAhasthecharacteristicofflexiblesystemstructureandlogicunit,highIntegrationandwideapplication.Especially,theFPGAcancarryoutthemorelarge-scalecircuit,programmedflexibly.When