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基于AHB总线多模式低功耗DES3DES IP 核实现 　　摘要:设计了一种低功耗低资源的DES/3DES加解密软核,可以兼容ECB,CBC,CFB 三种模式,具有AMBA AHB总线接口,可以方便集成在一些低功耗SoC下作为加解密数据协处理模块。该软核在90nm工艺130MHz时钟频率下逻辑综合结果为8835门,通过了FPGA验证 ,最高吞吐量达到416Mbps,表明其为可重用的软核。 　　关键词: DES;3DES;低功耗;IP;AHB 　　 　　Implementation of multi mode low power 　　DES/3DES IP core based in AHB bus 　　 　　LIN Xiao-mu,ZHENG Xue-ren 　　( School of Electronic and Information Engineering, 　　South China University of Technology,Guangzho 510640 ,China) 　　 　　Abstract: Designed a low power and low resources DES/3DES encrypt and decrypt soft IP core. It has 3 different mode: ECB, CBC, CFB and an AMBA AHB interface. It can be integrated in some low power SoC as an encrypt/decrypt co-process module. This core is synthesized under 90nm technology 130MHz clock frequency, about 8835 gates, and it’s verified by FPGA.,the highest throughput is 416Mbps. So it’s proved to be a reused IP. 　　Keywords: DES; 3DES; low power; IP; AHB 　　 　　1引言 　　 　　DES(Data Encryption Standard)[1]数据加密标准是美国国家标准局(NBS)于1977年公布的由IBM公司研制的分组密码算法。自发布后的30多年来,它广泛地应用于POS(Point of Sells)、ATM(Automated Teller Machine)、磁卡及IC卡、加油站、高速公路收费站等领域,以此来实现关键数据的必威体育官网网址。近年来随着计算机技术的大幅提升,强化版3DES应运而生,它将密钥长度延长至原先的三倍,从而延长了它的使用年限。该算法简洁有效,软硬件均容易实现,资源消耗小,加解密数据量大,现今许多地方仍能看到它的身影,如信用卡持卡人的个人标识号(Personal Identification Number,PIN)的加密传输、IC卡与POS间的双向认证、金融交易数据包的MAC(Message Authentication Code)校验等。由于DES算法在硬件实现上具有优势,随着近年来SoC(System on Chip)的迅速发展,将DES加解密模块以IP(Intellectual Property)的形式集成在SoC中作为数据安全的协处理模块已成为当前的主流芯片系统设计趋势。因此,本文基于ARM公司的AMBA(Advanced Microprocessor Bus Architecture) AHB(Advanced High-performance Bus) [2]总线设计了一种低功耗低资源DES/3DES加解密IP核, 并采用了美国国家???准 ANSI X3.106[3]中ECB(Electronic Code Book),CBC(Cipher Block Chaining ),CFB(Cipher Feedback)三种加解密模式,作为采用AMBA总线的SoC中的通用标准加解密模块。 　　 　　2原理介绍 　　 　　DES是一个分组加密算法,它以64位为分组对数据加密。DES加密和解密用的是同一个算法,因此也是一个对称算法。它的密钥长度是64位,实际是56位(每8 位都用作奇偶校验位),密钥可以是任意的56位的数,而且可以任意时候改变。其中有极少量的数被认为是弱密钥,但是很容易避开它们,因此必威体育官网网址性依赖于密钥。 　　DES加密算法的数据流程如图1所示。该算法输人的是64比特明文,在64比特的密钥控制下,通过初始置换,再经过16轮的加密变换,最后通过末置换(逆初始变换)得到64比特的密文。而后增加的