可配置AES加密芯片研究与设计

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近年来企业和个人大量使用基于嵌入式技术的信息产品进行信息处理,数据安全问题日益突出。现有一些应用中的加密解决方式还不尽如人意,主要体现在成本及体积上难于满足嵌入式系统解决方案的要求。通过设计、使用高级加密标准专用集成电路芯片则能较好的解决此问题。因此,有必要针对低端信息处理系统对加密安全芯片的需求设计一种适用于低端数字信息处理系统的高级加密标准加密专用集成电路芯片。芯片要求具有低成本、小体积的特点,能提供多种加密模式供动态选择使用,且接口简单、方便互连。   本文论述了高级加密标准(AES)算法(Rijndael算法)的实现原理。对各种具体优化实现方式进行了分析,提出了一种串行接口的AES加解密电路设计方案,该电路支持运行期动态配置工作模式。所设计的系统使用Verilog描述语言进行分层描述。同时,本文研究了常用数字专用集成电路设计方法及设计流程。基于45nmCMOS工艺标准单元库实现了可配置工作模式的串行接口AES加解密芯片版图设计。该芯片使用较少的硬件资源,数据处理能力能满足一般低端数据安全应用系统的要求。在各设计阶段均通过多种验证方式进行设计结果正确性检验,并在FPGA平台下进行了硬件仿真。设计过程及设计成果有一定的研究参考价值,具体应用能产生较好的经济效益。  
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