高级数据加密标准AES算法的原理及分析

逐步介绍本世纪计算机界公认的下一代高级数据加密标准算法AES(Rijndael)的原理,论述128位密钥加密算法的结构及实现,并从多个方面比较分析此高级加密标准算法的性能特点.     

应用于 PEPS系统的滚动码技术研究

结合滚动码加密技术和无线通信技术,设计了一款无钥匙进入和启动汽车的系统(PEPS),采用芯片PIC16F886作为主控应答器主控芯片。本系统在没有人为操作的情况下,可以自行识别用户并开启门锁。系统的关键技术是数据安全,根据PEPS的特点及其安全方面的需求,本文提出了一种改进的16位AES加密算法,滚动码数据部分采用改进的AES算法两次加密,实现了32位数据的加密。在保证安全的前提下,大大提高了加密解密速度,降低对系统硬件要求,设计出一套低成本、高安全性的系统。     

高级加密标准(AES)算法研究及实现

AES(The Advanced Encryption Standard)是美国国家标准与技术研究所National Institute of Standardsand Technology(NIST)用于加密电子数据的规范。它被预期能成为人们公认的加密包括金融、电信和政府数字信息的方法。本文根据AES的算法用V isual C 6.0实现了128位密钥对数据的加密和解密。     

一种AES-CCM128bit硬件加密器的优化设计

介绍了一种基于FPGA的AES-CCM 128bit硬件加密器的优化设计方法.阐述了AES(高级加密标准)算法以及CCM工作模式,分析了AES算法的轮变换结构,并提出S-hox查表结构和MixColumns(列混合运算)的VHDL语言程序设计思想.建立了ExpandedKey(密钥扩展运算)的数学模型,概括出AES算法的硬件实现方法,使得每一轮的轮变换与密钥扩展运算并行执行,以提高AES的加密速度.CCM工作模式结合了CTR与CBC-MAC工作模式,其加密明文或解密密文时都使用AES加密运算,这样解密过程就避免了繁杂的AES的直接解密运算.CCM模式下的简化加密协议,使用两个AES加密内核并行执行CTR与CBC-MAC工作模式以提高该模式下的加密解密速度.     

0.6μm CMOS工艺串行接口电路设计

采用0.6 μm CMOS工艺设计了AES加密模块的串行接口单元电路,提高了AES加密芯片的数据吞吐量。 基于CMOS互补逻辑的电路结构降低了的功耗,实现了与核心电路的电平匹配。全定制的设计方法优化了电路性 能和版图面积,提高了设计可靠性,降低了研究成本。     

IC卡的优化设计及FPGA仿真

针对数字电路设计中面积和速度相互矛盾的问题,提出了AES算法的一种优化处理方法,将加密和解密共用一个存储器,并以此为基础针对密钥分组为128位的情况,对硬件结构进行了优化处理,使密钥扩展与加/解密模块共用4个替换盒,充分利用了硬件资源,达到较高的速度/面积比,由此设计出了适合IC卡的AES协处理器,并用Xilinx公司的集成开发软件XilinixISE6.0对该设计进行功能仿真、布局布线后仿真验证,结果证明本设计优化设计方案的可行性达到了IC卡对AES协处理器的要求.     

适用于超高频RFID无源标签的AES算法实现

分析了用于高安全性应用的EPC Gen2电子标签对安全算法实现的约束,在此基础上提出了一种AES算法的低功耗硬件实现方案.该方案中采用了单S盒设计,使用同一个数据通路实现了加密和解密的流程,减小了硬件资源开销.仿真结果表明电路总的门数为4 952门,可以在204个时钟周期内完成128 bit数据的加密或解密,满足安全标签的设计需求.     

AES算法的快速实现

AES(Advanced Encryption Standard)高级数据加密标准,采用RIJNDAEL算法,RIJNDAEL算法是一个数据块长度和密钥长度可变的分组迭代加密算法,数据块的长度和密钥的长度可分别指定为128位,192位,或256位,本文用C语言来快速实现数据块长度为128位的加密算法。     

0．6μm CMOS工艺串行接口电路设计

采用0．6VmCMOS工艺设计了AES加密模块的串行接口单元电路，提高了AES加密芯片的数据吞吐量。基于CMOS互补逻辑的电路结构降低了的功耗，实现了与核心电路的电平匹配。全定制的设计方法优化了电路性能和版图面积，提高了设计可靠性，降低了研究成本。     

一种具有新型解调电路和安全功能的超高频RFID 标签芯片

设计一种具有新型解调电路和安全功能的超高频RFID标签芯片。该解调电路不需要单独的包络检测电路, 而是利用标签芯片已有的整流器的第一级作为包络检测电路。同时还设计了一种特殊的均值检测电路, 输出电压和包络信号之间有很大的电压差, 使得比较器的设计更加容易。受标签和读写器距离的变化影响, 包络信号的直流电压在很大范围内变化, 因此还设计了具有轨到轨共模输入范围的比较器。为了保证标签和读写器之间通信的安全, 在数字基带处理器中集成了128位的高级加密标准算法(AES)。整个标签芯片 采用0.18μm工艺实现, 芯片面积为880μm×950μm。测试结果表明, 标签芯片可以解调出的射频输入信号最小幅度为100 mV, 最大的数据率为160 kb/s。     

A low-cost compact AES architecture for wireless sensor network

The implementation of small size cryptography algorithm is a critical problem for wireless sensor network. A low cost compact intellectual property (IP) core of the entire advanced encryption standard (AES) algorithm for wireless sensor network is presented in this paper. A compact encryption and decryption system using only four sharing S-Boxes is obtained, employing sharing between the encryption and decryption processes. Our design proposes use of composite field data path for the SubBytes and InvSubBytes transformations. With an implementation of the AES block cipher with Virtex Ⅱ Pro FPGA using 0.13μm and 90nm process technology, our area optimized consumes 16.8k equivalent gates. The speed of this implementation is also reduced to 0.45Gbits/s. Compared with previous implementations, our design achieves significant low-cost area with acceptable throughput.     

DVB-S2系统中LDPC编码的FPGA实现

分析了DVB-S2中LDPC码的特点,给出了一种面向FPGA的LDPC码编码实现方案,并采用Verilog HDL语言在Virtex 4 xc4vlx60芯片上实现了该编码器的设计,设计采用多个BlockRAM存储校验位,实现了与同一信息位关联的所有校验位的并行处理,提高了编码速度。综合结果表明：该编码器的吞吐量约为49.95 Mbit/s,在占用资源较少的情况下满足了DVB-S2标准的要求。     

AES算法介绍和硬件设计

Rijndael算法是美国21世纪先进加密标准(AES)．首先简要介绍AES算法的加解密流程,然后给出了一种利用FPGA进行设计的方法,对主要部分的设计结构进行了详细的说明,最后给出了具体的试验结果．这种设计占用的资源很少,适合于对速度要求不高的小规模应用．     

基于SOPC的Twofish加/解密单元的设计与实现

 Twofish算法是AES加密标准的最终5个候选算法之一.以SOPC技术为基础,依据算法在不同密钥长度下的相似性,设计了一个可分时复用的Twofish加/解密处理单元.该设计以优化硬件结构为目标,在不降低原Twofish算法安全性的前提下,改进了S-boxes设计,与传统的Twofish系统相比有加密速率更快和资源消耗更少等优点.本设计采用VHDL硬件描述语言设计,采用Quartus Ⅱ8.0进行了综合与布线,并将该处理单元封装成为独立的IP核,挂接在Altera公司提供的Nios Ⅱ系统内,并最终以Altera公司的EP2C20F484C6芯片为下载目标进行验证,达到了设计要求.     

基于FPGA的AES算法硬盘加密卡的实现研究

提出了基于FPGA对IDE硬盘数据进行AES加解密的实现方案,重点对加密卡的核心模块进行了分析和设计;采用了基于NiosII处理器的专门用于硬盘的密钥管理方法,更加有效地对硬盘数据进行保护;时序仿真验证了该硬盘加解密设计方案的可行性.     

基于互联网的过程控制系统的安全性设计

分析了远程控制系统安全性设计要解决的两个方面问题：为防止未授权用户恶意破坏控制系统,提出了对付网络入侵者恶意操作控制系统的安全措施;为保证实时数据传输的快速性和安全性,将高级数据加密标准AES与网络通信加密协议SSL相结合,实现了适合于实时控制系统的数据加密算法,并通过测量实时数据加密传输的网络时延来验证该算法的有效性．     

物联网密文数据访问中可撤销的混合加密控制算法设计

针对物联网密文数据访问中用户隐私数据的安全性与数据应用操作效率要求之间的矛盾问题,提出一种新的可撤销的混合加密控制算法。介绍了对称加密算法,根据物联网密文数据访问中用户录入的指纹,通过数据特征提取过程、模板生成过程以及密钥生成过程生成可撤销密匙。介绍了公钥加密算法,给出物联网密文数据访问中公钥加密算法加密过程。对对称加密算法和公钥加密算法的性能进行对比,将二者结合在一起形成可撤销的混合加密控制算法。将椭圆加密算法和AES加密算法作为对比进行测试,结果表明所提算法效率高,对明文和密钥有较高的敏感性。