基于FPGA的輕量級密碼分析技術(shù)研究.pdf

1、密碼學(xué)分為密碼編碼學(xué)和密碼分析學(xué),兩者雖然是矛與盾的對立關(guān)系,但是缺一不可。密碼設(shè)計學(xué)研究隱秘信息的手段和原理,其目的是為了設(shè)計出安全的加密算法。密碼分析學(xué)旨在尋找密碼算法存在的安全缺陷,對于信息安全的良性發(fā)展有著推動性的價值和意義。目前已知的密碼分析方法中大多需要較高時間和空間復(fù)雜度,在沒有超級計算機的輔助下,這些分析方法很難得到實際應(yīng)用而停留于理論分析。因此,當(dāng)缺乏有效數(shù)學(xué)分析方法破解密碼時,設(shè)計一種成本低、計算性能優(yōu)、擴展性好的專

2、用密碼分析系統(tǒng),將對密碼學(xué)的發(fā)展有積極的推動作用。
　　FPGA作為可編程邏輯器件已被廣泛用于設(shè)計硬件加密芯片。依靠 FPGA編程靈活、開發(fā)周期短和并行處理等優(yōu)點來搭建的密碼分析平臺,相較于傳統(tǒng)計算機作為分析平臺可大大的提高密碼分析效率。
　　本文設(shè)計并實現(xiàn)了基于FPGA+ARM的密碼分析系統(tǒng),主要完成工作如下:
　　一、設(shè)計實現(xiàn)了基于多片F(xiàn)PGA并行的高速數(shù)字處理系統(tǒng),完成系統(tǒng)控制端和處理端兩部分的硬件原理圖、PCB

3、設(shè)計,并且研究了電路板的電磁兼容性、時序和信號完整性等以確保硬件系統(tǒng)工作穩(wěn)定。
　　二、基于ARM設(shè)計開發(fā)了與硬件平臺配套的相關(guān)軟件,主要包括:1.ARM作為微控制器實現(xiàn)FPGA被動配置;2.基于LPC1768實現(xiàn)9位方式多機通信;3.LCD界面控制等軟件設(shè)計。
　　三、基于本硬件平臺利用 Verilog語言分別對輕量級分組密碼 EPCBC和流密碼Hitag2實現(xiàn)了Cube中比特檢測和窮搜索攻擊算法。
　　實驗結(jié)果驗證