基于單片機和FPGA的網(wǎng)絡(luò )數據加密實(shí)現

系統上電初始化后，由用戶(hù)向單片機輸入初始密鑰和算法選擇數據，通過(guò)SPI接口送入FPGA，FPGA接收到密鑰后將初始密鑰傳給算法模塊，算法模塊初始化后產(chǎn)生同步Gold碼，并等待數據，當待加密數據有效時(shí)，啟動(dòng)加密算法；當數據無(wú)效時(shí)，再次進(jìn)入等待數據狀態(tài)。相應地，解密模塊先檢測起始的同步Gold碼，檢測到后，當待解密數據有效時(shí)，啟動(dòng)解密算法，當待解密數據無(wú)效時(shí)，再次進(jìn)入等待數據狀態(tài)。如此往復，完成數據的加密解密過(guò)程。在密鑰傳輸過(guò)程中，由于兩種算法所需的初始密鑰位數不同，當使用w7算法時(shí)，初始密鑰在送入FPGA中后還需二次擴展達到所需的位數。

4 仿真與分析
采用QuartuslI 8．0軟件仿真FPGA功能。共用4 865個(gè)邏輯單元，1 024 bit的片上存儲位，時(shí)序分析得到最大工作頻率為95．79 MHz。仿真加密時(shí)序如圖6所示。

5 結論
通過(guò)對整個(gè)設計的調試驗證，結果滿(mǎn)足設計要求。整個(gè)系統具有較高的安全性和保密性，可為要求通信安全的網(wǎng)絡(luò )應用提供一種基于硬件的加密方式，基于FPGA的加密算法設計具有很高的靈活性，如果采用更加先進(jìn)的加密算法，可進(jìn)一步提高系統的安全性和保密性。