Implementace šifrovacích algoritmů v jazyku VHDL

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a implementací šifrovacích algoritmů AES a DES pro vestavěné systémy. Architektury jsou implementovány v jazyce VHDL a navrženy pro umístění do programovatelných logických polí FPGA. Výsledná řešení jsou určena pro obvody Xilinx Spartan 3. Obě architektury pracují v režimu ECB (Electronic Codebook) s použitím vyrovnávacích pamětí. Maximální propustnost navržené architektury DES je 370 Mb/s při pracovní frekvenci 104 MHz. Pro šifrování algoritmem AES je propustnost na maximální frekvenci 118 MHz až 228 Mb/s. Při porovnání se softwarovými implementacemi, určenými pro vestavěné systémy, dosáhly obě architektury podstatně vyšších propustností.

This thesis deals with design and implementation of AES and DES encryption architectures for embedded systems. Architectures are implemented in VHDL language and design for FPGA technology. The proposed implementations are mapped on the Xilinx Spartan 3 technology. Both architectures are applied in simple ECB (Electronic Codebook) scheme with cache memories. A maximum throughput of design DES architecture 370 Mbps is achived with clock frequency of 104 MHz. The throughput of AES architecture at the maximum clock frequency of 118 MHz is 228 Mbps. Compared to software implementations for embedded systems, we achieve significantly higher throughput for both architectures.