DES算法的verilog实现.doc
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1、 DA试验报告一、实验项目名称 DES算法二、实验目得与要求1、掌握ES得原理与设计方法。2、了解QartsII硬件电路设计流程,学会利用Mdls进行仿真。3、加深对自顶向下设计与分模块化得了解,学会模块化得设计方法。三、实验步骤(一)、DES算法原理DES算法为密码体制中得对称密码体制,又被称为美国数据加密标准,就是17年美国IBM公司研制得对称密码体制加密算法。明文按4位进行分组,密钥长64位,密钥事实上就是6位参与DS运算(第8、16、24、32、40、48、5、64位就是校验位, 使得每个密钥都有奇数个1)分组后得明文组与56位得密钥按位替代或交换得方法形成密文组得加密方法。其入口参数
2、有三个:ky、ata、d。ke为加密解密使用得密钥,data为加密解密得数据,mode为其工作模式。当模式为加密模式时,明文按照64位进行分组,形成明文组,ke用于对数据加密,当模式为解密模式时,e用于对数据解密。实际运用中,密钥只用到了64位中得56位,这样才具有高得安全性。ES算法把4位得明文输入块变为64位得密文输出块,它所使用得密钥也就是64位,整个算法得主流程图如下:(二)、VerilogHDL实现原理 拟采用模块化设计思想,根据DS算法得流程分模块设计实现各模块,自顶向下最终实现DES加密算法。各模块功能及实现如下所示:1、整体结构框架搭建,实现总体功能 module S(inpu
3、 clk, inpu des_enable, input reset, intds_mode, inut :6 data_i, u1:64ke_i, output wie1:6 dta_, ouut rady_o); wire 3:0 internum_cur; ir 1: R_i_ar,L_i_var; wire 1:56 eyi_varout; we 1:64 data_o_var; re :2 _, L_i;wr 1:32 R_o,L_o; wie :5 eyo; we 1:28 C0, 0; IP IP1(、in(dt_i), 、L_i_var(L_i_vr), 、R_ivar(_i_
4、var)); IP_ni IPni(、in(data_o_a_t), 、u(data_o)); pc_1pc_1(、ke_i(k), 、C0(C0), 、D0(D0)); /(,K) des_f des_f1(、l(l), 、rest(eset), 、s_mode(esme), 、iternum_i(itenm_urr), 、_i(R_), 、_i(i), 、Ke(Key_ivrout), 、o(R_o), 、L_o(L_), 、ey_o(Ky_)); contral 16 (R,K) corl ontr1(、data_ovar_(aao_va_t), 、tr_numcurr(inte_m_c
5、r), 、Key_i_va_out(Ke_i_arout), 、R_i(Ri), 、L_i(Li), 、eadyo(ray_o), 、L_(L_), 、R_o(R_o), 、R_i_vr(va), 、L_ivar(_i_var), 、ey_o(Key_o), 、C(C), 、D0(0), 、ck(clk), 、reset(reet), 、des_be(des_enabl)); ddule module I(inp :64in, output 1:32 L_i_vr, oput 1:32 R_i_var); asig _var, R_iv =in5,i50,in42,in34,in26,n1,i
6、n10,in2, n6,in5,in4,in36,in2,in20,in12,in4, in62,n5,in46,in38,in30,n,i14,in, in6,in56,n8,in40,in32,n24,i16,in8, i57,n49,in,in33,i25,in17,in9,i1, n5,n51,in,in35,in7,in19,11,in3, in61,in5,in5,i7,29,n2,n1,in5, in6,in55,i47,i9,n1,in2,in1,in7; edmodulemodulIP_i(input 1:64in, ouut 1:64 out); ssign ou in40
7、,in,in4,in16,in5,in2,in64,n3, in39,in7,4,in15,n55,in2,n6,in1, 38,6,n46,14,in,n22,n6,in0, in,in5,in45,in53,n21,i1,i9, 36,i4,n44,n12,in2,in20,in6,i8, i35,n,in43,n11,i1,in1,in59,in, in34,in2,i4,n10,in50,8,in8,n2, in33,in1,41,in,in9,n1,in5,i25; endoul3、圈子秘钥得生成oul keygt(input 1:56 pe_ke, nputd_e, inpt 3:
8、0intr_num, utpt wire:48 ne_ke, outpu reg:56 outey); reg _ke_0, re_ke_; reg 1:5 p_ke_ar; awas (*) begi if(esmo = 1b0) ben cae(intr_nm) 4d0, 4d1, d8, 4d5: begin prey_var= re_ke; pre_ey_ = pre_key_a1; rekeyvar1:2 = pre_key_var1:28 ; pree_var8 = r_key_; pr_key_0=pr_key_var29; re_e_r2:56= pre_key_vr29:6
9、1; r_key_var5= re_ky_0; d 4d2, 4d, 4d, 4d, d6, 4d7, 49,d0, 4d1, d, 43, 414: begn peyvar =e_key; pe_key1, pr_ke_0 =p_key_var:; pre_ey_va1:8 = re_key_var1:2 2; re_key_vr7:2 =pre_ke_1,pr_key0; pre_k_1, pe_ey_ = pekey_var9:3; peky_ar29:56 = pe_ey_vr9:56 1; p_ke_var1 = pe_key_; pe_key_0 re_keya56; prekev
10、r29:5= pr_key_va2:5 ; pr_ky_va9 = preke_0; end dfault: begi pre_key_ar =preey; pre_ke, rekey_0 =prkeyvar27:8; pr_ey_var1:28 = prky_var1:2; pe_var1:2= pr_key_1, r_ey_0; key_, pre_k_0 =peke_ar5:56; r_ky_vr29:5 = pe_e_vr29:56 2; prekey_var29:3 = pre_key1, pe_ky0; end ndcae nd ou_y re_ey_ar; end assign
11、ne_ke = pre_ke_var14,pre_ey_vr1,prekea11,pe_key_va24,e_ky_ar1,r_key_v5, pre_keyar3,re_ky_vr28,pre_key_vr15,pre_ey_var6,pre_key_var21,pekey_r10, pr_key_var2,pre_ky_var,e_key_vr12,pre_key_var4,peky_va6,pr_key_var8, pr_key_va6,pre_key_ar7,pre_key_var27,re_key_var0,pr_key_var13,ek_va2, re_key_var41,re_k
12、eyvar5,pkey_var31,pre_key_va37,re_key_var47,pe_kyvar55, re_ke_ar3,re_keyvar40,pe_ke_51,pe_keyvr45,pe_ky_va3,pkey_ar8, p_kyvar44,pre_ky_ar9,pre_key_vr3,re_key_var6,prekeyvr,r_ke_vr53, re_kyvar46,pre_key_ar42,pe_kyvar50,e_y_var36,pe_e_var29,pe_ke_vr32; enmol3、f函数得实现modu des_f(iput cl, iput eset, input
13、 des_moe, nput 3:0 ier_num_, inut1:3 R_i, npt 1:2 L_, input 1:56 Ky_i, out reg :3 Ro, oupu reg1:2 L_o, outut g 1:56 Key_); re 1:32 next_;/eg 1:0 R_i_var; wie 1:48 epandedR; re 1:6 e_ey; r 1:48 ew_t; re : inte_num; wie 1:2; reg :48adres_s; eg 1:32Sotu; ire 1:2outp_ire; wie 1:8 n_ke; wre :56 ou_ky; ky
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