VHDL语言的DES加密算法研究(2)

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1.4.1 VHDL语言介绍 4

1.4.2 设计工具 4

2 DES加密算法原理 5

2.1 DES加密算法简介 5

2.2 加解密原理 5

2.2.1 加密 5

2.2.2 子密钥的生成 11

2.2.3 解密设计 13

3 DES加密的多层次设计 14

3.1 DES加密总体设计思想 14

3.2 密钥产生设计 15

3.3 S盒代换函数设计 16

3.4 des_round元件设计 17

3.5 DES元件des设计 20

4 DES加解密仿真 21

4.1 DES加密仿真步骤 21

4.2 DES加密仿真结果 23

结论 24

致谢 25

参考文献 26

1 引言

1.1 密码学的发展

密码学历史悠久，在几千年前的古代，它就被用来保护军事机密和外交通信，使之不被敌对势力所利用，进而造成巨大的损失。密码学是随着人们的需要而逐步发展起来的，特别是处于统治地位的权贵阶层为了保护他们不可告人的信息，所以，在古代密码学是为少数人而服务的，由于其服务对象的特殊性，在数千载的历史长河中，密码学对于普通大众而言，是一门十分神秘的科学，它只被少数人掌握，并且仅仅局限在军事、外交和政治领域。

综观密码学的发展史，我们大致可以将密码学的发展分为三个过程：

其一，是从古代到1949年。这一时期的密码技术是在黑暗中摸索前进的，人们并没有用科学的方法来设计或是破解密码，而是完全依靠他们的直觉和长期从事这项工作的经验来做参考。这一时期的密码技术，就像是一种艺术，人们只能通过感观来形象或抽象地设计或破解密码，只能意会而不能言传，所以这一时期的密码学像迷一样萦绕在普通人的脑海间。

其二，是从1949年到1975年。在1949年的时候，一篇名为“保密系统的信息理论”的文章被发表面世，这篇署名文章为私钥密码系统建立了科学的理论基础。从此以后，密码学成为了一门科学，而不再像以前那样只能是少数人凭着直觉和经验来设计或破解密码。但是密码学直到今天仍然具有独特的艺术性，可以说密码学是一门充满艺术性的科学。这一时期，关于密码学理论的研究工作却没有什么进展，尽管这期间有一本名为《破译者》的专著面世，但是它仅仅是让更多的普通人开始了解密码学，而并没有任何创新的理论和思想，这就导致那一时期存世的密码学文献很少。

其三，是从1976年至今。这是密码学发展的黄金时代。在1976年，Diffie和Hellman发表了“密码学的新方向”一文，这篇文章的面世引发了密码学上的一场，从而开启了公钥密码学的新纪元。[1]

时至今日，现代密码学在社会各方面的利用已经得到了充分的肯定，其不仅在军事和外交领域大放异彩，并且已经深入普通大众的日常生活，在银行存储、网上购物等涉及人们个人隐私的生活的方方面面，都有密码学的影子，换句话说，我们的生活已经离不开密码学的帮助，密码学使得人们通过不安全的通信媒介进行安全的信息传递，极大地方便了人们的生活。