面向物聯網應用的輕量級AES設計.pdf

1、高級加密標準(Advanced Encryption Standard，AES)是對稱分組加密算法中的一種，在物聯網發(fā)展日趨深入的背景下，安全SOC芯片的應用場景也愈益廣泛。面對安全SOC芯片資源和性能的平衡問題，低成本低功耗的輕量級密碼算法的實現成為主流需求。針對傳統(tǒng)純硬件實現的AES算法資源開銷大的問題，本文設計改進AES算法，提出一種軟硬件協同操作的輕量級AES算法實現方式，同時改進密鑰擴展算法以提升其安全性，并將硬件資源復用于S

2、OC芯片中的安全存儲系統(tǒng)。
　　論文的研究內容主要分為以下幾個方面:
　　1.研究了AES算法的原理，調研國內外密碼學界針對AES的研究現狀，并對AES IP在物聯網中的各類應用展開探討。
　　2.研究SOC芯片中的安全存儲系統(tǒng)的基本原理，并確定其中的數據加解密模塊復用AES模塊硬件資源的可行性。
　　3.分析AES各個步驟的特性，確定基本實現架構，進行軟硬件的劃分以實現軟硬件協同操作的實現方式，采用同步FIFO

3、作為軟硬件交互的接口，改進密鑰擴展算法以提高其安全性，重構運算狀態(tài)機以實現將硬件資源復用給SOC芯片的安全存儲系統(tǒng)。
　　4.將硬件實現的AES IP集成到基于AMBA AHB總線的安全SOC芯片中，搭建驗證平臺，設計配套軟件匯編指令并進行前端仿真，最終實現軟硬件協同工作的、可資源復用的AES，并進行功能的仿真驗證和性能的分析。
　　本文所設計的AES_128IP支持ECB(Electronic Code Book)和CBC