一种密钥可配置的DES加密算法的FPGA实现

3 仿真及验证

本文所有算法均采用Verilog HDL实现,并在Modelsim仿真环境下，编写了测试激励，进行RTL级功能仿真，如图5所示。由图可以看到，此时key_sel和arith_sel输入为1时，密钥流采取了混沌加密，算法采用了DES算法，输入明文为：636F6D7075746572，密钥数据为7365637572697479，经过组合加密后得到的密文为49D28E37281FFFB2。

行为级仿真通过后，又采用了FPGA专用综合工具Synplify对算法进行了综合。结果表明：该组合加密模块耗费3 056 LE，该模块下载到Virtex-II芯片中,最高工作频率可达50 MHz。由于本设计采用16级流水总线设计，所以最高数据编码/解码速率可达3 Gb/s。综合完成后，又使用XILINX的ISE软件进行布局布线，并提取了网表和延时文件，在Modelsim后仿其环境中进行了时序后仿真，结果完全符合时序要求，达到了设计目的。

加密数据的安全不仅依赖于加密算法的保密，更依赖于加密密钥的安全。本文通过对整个加密算法的分析,提出了较为合理的密钥动态配置的DES加密算法的设计方法和实现途径，并在FPGA平台上进行了测试和验证，数据的连续加/解密传输达到了预先的设计要求。这种实现方法整体处理速度高,相邻流水线级间的逻辑复杂程度低,程序对编译器的依赖性少,提高了算法的整体性能。通过适当改进,可以设计出通用型芯片，实现对通信数据的实时、可靠加密传输，在通信、军事、加密等领域有着广泛的应用前景。