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華中师范大学 本科生设计（论文）开题报告 题 目：AES（高级数据加密标准）加解密电路的设计 选 题 报 告 要 求 课题的来源、目的、意义。国内外基本研究情况。 预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施。 课题研究进展计划。 主要参考文献。 指导教师评语、教研室（系、所）审查意见。 课题的来源、目的、意义。国内外基本研究情况。 1.1课题的来源、目的、意义。 AES简介： 1977年1月数据加密标准DES(Data Encryption Standard)正式向社会公布，它是世界上第一个公认的实用分组密码算法标准。但DES在经过20年的实践应用后，现在已被认为是不可靠的。1997年1月2日美国国家标准和技术研究所(NIST) 发布了高级加密标准(AES-FIPS)的研发计划，并于同年9月12日正式发布了征集候选算法公告, NIST希望确定一种保护敏感信息的公开、免费并且全球通用的算法作为AES，以代替DES。在征集公告中，NIST对算法的基本要求是:算法必须是私钥体制的分组密码，支持128位分组长度和129, 192, 256bits密钥长度。经过三轮遴选，Rijndael最终胜出。2001年11月26日联邦信息处理标准出版社发布了正式的AES标准即FIPS PUBS 197，其中制定的标准生效时间为2002年5月26日。Rijndael 算法是一种可变分组长度和密钥长度的迭代型分组密码，它的分组长度和密钥长度均可独立地指定为128bits, 192bits, 256bits，它以其安全性和多方面的优良性能，成为AES的最佳选择。Rijndael算法能抵抗现在的所有己知密码攻击，它在广泛的计算环境中的硬件和软件实现性能都表现得非常优秀，它的密钥建立时间极短且灵活性强，它极低的内存要求使其非常适合在存储器受限的环境中使用，并且表现出很好的性能。 课题来源： 本课题来源于国家863高技术研究发展计划“低成本，低功耗，高安全性无线传感器网络节点芯片设计”（2006AA01Z226） 湖北省自然科学基金资助项目“微传感器系统SOC集成技术研究”（2006ABA080） 华中科技大学校基金重点资助项目“信息安全片上系统（SOC）的防护机制研究”（2006Z011B）； 课题目的： 随着计算机应用范围的不断扩大，特别是在Internet高速发展的今天，如何保障计算机用户通过网络所传递的数据的私密性，如何保障涉密信息能够安全的利用计算机来进行处理等计算机和网络应用中信息安全的问题日益引起人们的关注。随着Internet的不断发展，基于Internet的应用的领域和深度与日俱增，电子商务，电子政务等与人们日常生活和工作息息相关的Internet应用也正越来越为人们所接受。当人们在享受这些应用带来的高效和便捷的同时，也时刻面临着各式各样的信息安全问题，而这些问题也正成为当前影响Internet应用继续发展的瓶颈。利用数据加密算法，尤其是新的高级数据加密标准AES，对数据进行加密来保障信息传输与存储的安全性已经被证明是行之有效的。因而，研究数据加密算法的实现与加解密电路的设计对于解决Internet应用中的各项安全问题就有着很重要的作用。 本课题的目的旨在通过仔细研究和分析高级加密标准AES，在此基础上对AES算法的ASIC结构进行优化，设计出密码芯片。同时在设计中学习大规模集成电路的设计方法和设计流程，一些仿真，综合软件的应用，VHDL语言的编写，为以后的工作和进一步学习打下坚实的基础。 课题意义： 随着Internet的快速发展，基于Internet的各种应用也日益增长。但是，由于Internet是一个极度开放的环境，任何人都可以在任何时间、任何地点接入Internet获取所需的信息，这也使得在Internet上信息传输及存储的安全问题成为影响Internet应用发展的重要因素。信息安全技术也就成为了人们研究Internet应用的新热点。信息安全的研究包括密码理论与技术、安全协议与技术、安全体系结构理论、信息对抗理论与技术、网络安全与安全产品等领域，其中密码算法的理论与实现研究是信息安全研究的基础。而确保数据加密算法实现的可靠性和安全性对于算法理论应用到各种安全产品中起到了至关重要的作用。AES产品取代DES产品己是必然.对AES的实现和应用进行探讨和研究就具有较大的理论和现实意义。 1.2 国内外基本研究情况 目前AES算法的理论研究主要集中在设计原理、安全性能分析和统计性能分析上。 对于设计原理，主要研究算法设计遵循的原则和整体结构。AES算法所遵循的是安全性和实现性原则，在整体结构上采用的是SP网络结构。对于安全性能，主要研究AES算