计算机工程与应用
計算機工程與應用
계산궤공정여응용
COMPUTER ENGINEERING AND APPLICATIONS
2015年
10期
84-88
,共5页
刘兰%姚行中%王振宇%杨晓非
劉蘭%姚行中%王振宇%楊曉非
류란%요행중%왕진우%양효비
高级加密标准(AES)%计算器模式%一帧一密%加/解密%现场可编程门阵列
高級加密標準(AES)%計算器模式%一幀一密%加/解密%現場可編程門陣列
고급가밀표준(AES)%계산기모식%일정일밀%가/해밀%현장가편정문진렬
Advanced Encryption Standard(AES)%Counter(CTR)%one frame one key%encryption/decryption%Field Pro-grammable Gate Array(FPGA)
加密是卫星数据传输系统特别是卫星星地数据传输系统的重要组成部分。设计了一种针对CCSDS标准的加/解密方案,该系统以Xilinx Spartan 6开发板为开发平台,以AES为核心加密算法,CTR模式为工作模式,能实现对少于块大小的数据的加密而不产生冗余数据,克服了分组加密算法只能对固定块大小的数据进行加密的局限性。提出“一帧一密”的加密方案,能有效提高算法的安全性。算法中采用的流水线结构和逻辑复用方法,能有效提高速度与节省芯片资源。在33 MHz时钟下测试,系统加密速度和解密速度都能达到264 Mb/s。
加密是衛星數據傳輸繫統特彆是衛星星地數據傳輸繫統的重要組成部分。設計瞭一種針對CCSDS標準的加/解密方案,該繫統以Xilinx Spartan 6開髮闆為開髮平檯,以AES為覈心加密算法,CTR模式為工作模式,能實現對少于塊大小的數據的加密而不產生冗餘數據,剋服瞭分組加密算法隻能對固定塊大小的數據進行加密的跼限性。提齣“一幀一密”的加密方案,能有效提高算法的安全性。算法中採用的流水線結構和邏輯複用方法,能有效提高速度與節省芯片資源。在33 MHz時鐘下測試,繫統加密速度和解密速度都能達到264 Mb/s。
가밀시위성수거전수계통특별시위성성지수거전수계통적중요조성부분。설계료일충침대CCSDS표준적가/해밀방안,해계통이Xilinx Spartan 6개발판위개발평태,이AES위핵심가밀산법,CTR모식위공작모식,능실현대소우괴대소적수거적가밀이불산생용여수거,극복료분조가밀산법지능대고정괴대소적수거진행가밀적국한성。제출“일정일밀”적가밀방안,능유효제고산법적안전성。산법중채용적류수선결구화라집복용방법,능유효제고속도여절성심편자원。재33 MHz시종하측시,계통가밀속도화해밀속도도능체도264 Mb/s。
Encryption plays an important role in satellite data transmission systems, especially satellite and ground data transmission. It realizes an encryption/decryption solution for CCSDS. The system is designed based on Xilinx Spartan6 FPGA, AES encryption algorithm and the CTR operation mode. The design is able to realize data encryption less than block size without generating redundant data, overcome the limitation of the block encryption algorithm to encrypt the fixed block size data. The paper puts forward the encryption scheme of“one frame one key”to improve the security of the algorithm. Pipeline and logical multiplex are used in the system to improve speed and save chip resources. Under the clock frequency of 33 MHz, encryption and decryption speed are up to 264 Mb/s.