隨著現(xiàn)在大數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)技術(shù)日益的發(fā)展導(dǎo)致信息安全此問(wèn)題引起通信領(lǐng)域的密切關(guān)注。衛(wèi)星通信、微波通信和光纖通信并稱(chēng)為當(dāng)今通信領(lǐng)域的三大支柱,而在這三種領(lǐng)域中共同研究的重點(diǎn)就是在通信過(guò)程中對(duì)信息的保護(hù),信息安全這一工作是通信過(guò)程中最為重要的環(huán)節(jié)。AES是通信領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛的數(shù)據(jù)保密技術(shù)。本文研究了AES算法,對(duì)其中的變換進(jìn)行了優(yōu)化:第一,通過(guò)分析和計(jì)算后改用新的S-box密碼學(xué)性質(zhì),將仿射變換周期、迭代周期數(shù)以及S-box的代數(shù)式提高,其密碼學(xué)性質(zhì)優(yōu)于原算法的S-box,算法的安全性得到了提高。第二,對(duì)S-box的實(shí)現(xiàn)做了優(yōu)化,由于S-box是AES算法中唯一的非線性單元,在進(jìn)行加密解密尤其是在字節(jié)替換時(shí),需要分別執(zhí)行S-box和逆S-box,分別查閱兩個(gè)表來(lái)進(jìn)行操作,這樣會(huì)占用大量的資源,本文使S-box和逆S-box共用一表,也就是將之前的兩個(gè)表進(jìn)行合并。然后將原有的有限域G(2⁸)映射到復(fù)合域G[(2⁴)²]中進(jìn)行計(jì)算,復(fù)合域計(jì)算完成后再?gòu)膹?fù)合域映射回有限域,這樣降低了乘法求逆模塊的復(fù)雜度,在硬件實(shí)現(xiàn)過(guò)程中減少了使用...

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文的研究背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容以及結(jié)構(gòu)
第2章 AES算法的介紹及分析
    2.1 分組密碼
    2.2 AES的設(shè)計(jì)原理
        2.2.1 實(shí)現(xiàn)性原則
        2.2.2 安全性原則
    2.3 算法原理所需數(shù)學(xué)知識(shí)
        2.3.1 字節(jié)運(yùn)算
        2.3.2 四字節(jié)運(yùn)算
    2.4 AES算法描述
        2.4.1 字節(jié)變換
        2.4.2 行移位
        2.4.3 列混淆
        2.4.4 輪密鑰加
        2.4.5 密鑰擴(kuò)展
    2.5 本章小結(jié)
第3章 AES算法的優(yōu)化
    3.1 AES算法安全性分析
        3.1.1 差分攻擊
        3.1.2 強(qiáng)力攻擊
        3.1.3 線性分析攻擊
        3.1.4 Square攻擊
        3.1.5 攻擊方法分析
    3.2 方案改進(jìn)
        3.2.1 S盒優(yōu)化
        3.2.2 列混淆優(yōu)化
    3.3 優(yōu)化算法安全性分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 改進(jìn)的AES算法的FPGA設(shè)計(jì)
    4.1 FPGA簡(jiǎn)介
        4.1.1 FPGA設(shè)計(jì)方法和開(kāi)發(fā)流程
        4.1.2 開(kāi)發(fā)工具及開(kāi)發(fā)語(yǔ)言介紹
    4.2 AES算法的工作模式及電路結(jié)構(gòu)
        4.2.1 流水線技術(shù)
        4.2.2 全流水結(jié)構(gòu)
        4.2.3 循環(huán)展開(kāi)結(jié)構(gòu)
    4.3 AES算法的總體設(shè)計(jì)
    4.4 AES算法子模塊電路設(shè)計(jì)
        4.4.1 S盒電路
        4.4.2 字節(jié)變換電路
        4.4.3 行移位電路
        4.4.4 列混淆電路
    4.5 本章小結(jié)
第5章 改進(jìn)的AES算法的仿真與FPGA實(shí)現(xiàn)
    5.1 仿真工具的介紹
    5.2 改進(jìn)AES算法的整體仿真
    5.3 改進(jìn)AES算法的加密功能仿真
    5.4 改進(jìn)AES算法的解密功能仿真
    5.5 FPGA實(shí)現(xiàn)
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：3741227