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随着现在大数据以及网络各项技术日益的发展导致信息安全此问题引起通信领域的密切关注。卫星通信、微波通信和光纤通信并称为当今通信领域的三大支柱,而在这三种领域中共同研究的重点就是在通信过程中对信息的保护,信息安全这一工作是通信过程中最为重要的环节。AES是通信领域中应用广泛的数据保密技术。本文研究了AES算法,对其中的变换进行了优化:第一,通过分析和计算后改用新的S-box密码学性质,将仿射变换周期、迭代周期数以及S-box的代数式提高,其密码学性质优于原算法的S-box,算法的安全性得到了提高。第二,对S-box的实现做了优化,由于S-box是AES算法中唯一的非线性单元,在进行加密解密尤其是在字节替换时,需要分别执行S-box和逆S-box,分别查阅两个表来进行操作,这样会占用大量的资源,本文使S-box和逆S-box共用一表,也就是将之前的两个表进行合并。然后将原有的有限域G(2~8)映射到复合域G[(2~4)~2]中进行计算,复合域计算完成后再从复合域映射回有限域,这样降低了乘法求逆模块的复杂度,在硬件实现过程中减少了使用面积、降低了电路的复杂度。第三,在列混合算法的理论上通过改变固定多项式来降低计算的复杂度,提高了列混合算法的效率,列混合算法理论的优化可以适用在列混淆子模块电路中,通过采用一个新的列混淆的固定多项式,减少了电路中所使用的的逻辑器件数和电路的复杂度。第四,在设计中使用了全流水结构的AES硬件电路。这样不仅可以完成对数据的加密以及解密功能,而且加密和解密是可以同时进行,使用全流水可以大大提高了数据吞吐量以及时钟频率。本次设计可以实现3种不同密钥长度自由选择来进行数据的加密和解密,这样能够满足使用者对不同安全级别的需求。选用Verilog语言对整个算法进行了描述,使用Altera公司提供的Quartus工具对AES算法进行了综合编译。用Modelsim仿真工具对本文AES算法的整个模块进行了仿真验证,最终的仿真结果表明,本次设计可以准确的完成AES算法的加密和解密,从而证明了算法整体的正确性。