module Pbox(datain,dataout); input [0:63]datain; output [0:63]dataout; assign dataout={ datain[0],datain[4],datain[8],datain[12], datain[16],datain[20],datain[24],datain[28], datain[32],datain[36],datain[40],datain[44], datain[48],datain[52],datain[56],datain[60], datain[1],datain[5],datain[9],datain[13], datain[17],datain[21],datain[25],datain[29], datain[33],datain[37],datain[41],datain[45], datain[49],datain[53],datain[57],datain[61], datain[2],datain[6],datain[10],datain[14], datain[18],datain[22],datain[26],datain[30], datain[34],datain[38],datain[42],datain[46], datain[50],datain[54],datain[58],datain[62], datain[3],datain[7],datain[11],datain[15], datain[19],datain[23],datain[27],datain[31], datain[35],datain[39],datain[43],datain[47], datain[51],datain[55],datain[59],datain[63]}; endmodule请具体一点解释这段代码
时间: 2023-07-31 13:11:25 浏览: 35
这段代码是一个 Verilog HDL 的模块,名为 Pbox。它有两个端口:datain 和 dataout,均为 64 位宽度。其中,datain 是输入端口,dataout 是输出端口。
通过 assign 语句,它将输入端口 datain 中的 64 位数据进行重新排列,并输出到 dataout 端口中。具体的排列方式如下:
第一个数据位不变,第二个数据位变成原来的第五个数据位,以此类推,直到第 16 个数据位变成原来的第 61 个数据位。
然后,第 17 个数据位变成原来的第一个数据位,以此类推,直到第 32 个数据位变成原来的第 16 个数据位。
接着,第 33 个数据位变成原来的第二个数据位,以此类推,直到第 48 个数据位变成原来的第 17 个数据位。
然后,第 49 个数据位变成原来的第一个数据位,以此类推,直到第 64 个数据位变成原来的第 16 个数据位。
因此,这个 Pbox 模块实现了一种数据置换的操作,其具体实现方式可以用来加密或解密数据。
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module Round(res,state,keys,keysnext,round); input [63:0]state; input [79:0]keys; input [4:0]round; output [63:0]res; output [79:0]keysnext; wire [63:0]tem0,tem1; AddRoundKeys U0(tem0,state,keys[79:16]); SubCell U1(tem1,tem0); Pbox U2(tem1,res); UpdataKeys U3(keysnext,keys,round); endmodule给这段代码加注释
```
module Round(res,state,keys,keysnext,round); // 定义模块 Round,输入参数为 state、keys、round,输出参数为 res、keysnext
input [63:0]state; // 输入参数 state,64 位
input [79:0]keys; // 输入参数 keys,80 位
input [4:0]round; // 输入参数 round,5 位
output [63:0]res; // 输出参数 res,64 位
output [79:0]keysnext; // 输出参数 keysnext,80 位
wire [63:0]tem0,tem1; // 定义两个 64 位的 wire 变量 tem0、tem1
AddRoundKeys U0(tem0,state,keys[79:16]); // 实例化 AddRoundKeys 模块,将输入参数 state、keys[79:16] 传入,输出结果存储在 tem0 中
SubCell U1(tem1,tem0); // 实例化 SubCell 模块,将输入参数 tem0 传入,输出结果存储在 tem1 中
Pbox U2(tem1,res); // 实例化 Pbox 模块,将输入参数 tem1 传入,输出结果存储在 res 中
UpdataKeys U3(keysnext,keys,round); // 实例化 UpdataKeys 模块,将输入参数 keys、round 传入,输出结果存储在 keysnext 中
endmodule
```
这段代码定义了一个名为 Round 的模块,实现了一个加密算法的一个轮次。模块接受一个 64 位的输入参数 state、一个 80 位的输入参数 keys、一个 5 位的输入参数 round,输出一个 64 位的参数 res 和一个 80 位的参数 keysnext。模块内部实例化了 AddRoundKeys、SubCell、Pbox、UpdataKeys 四个模块,并将其中的输入输出连接起来。
请使用Verilog语言实现一个PRESENT模块,定义PRESENT模块的输入和输出端口。实例化AddRoundKeys、Pbox、Round、SubCell和UpdateKeys模块。每个数据块会进行多轮加密,每轮加密包括 AddRoundKeys、Pbox、SubCell、UpdateKeys 四个操作。其中,AddRoundKeys 和 UpdateKeys 用于计算轮密钥,Pbox 和 SubCell 用于加密数据。在 Verilog HDL 实现中,使用 generate for 循环语句进行多轮加密操作的实现。最后,将加密后的数据与随机生成的数据进行按位异或操作,得到最终的加密结果。
以下是PRESENT模块的Verilog代码实现:
```
module PRESENT(
input wire clk, // 时钟信号
input wire rst, // 复位信号
input wire [63:0] key, // 密钥输入
input wire [63:0] data, // 待加密数据输入
output reg [63:0] out // 加密结果输出
);
// 定义 AddRoundKeys 模块的输入和输出端口
module AddRoundKeys(
input wire [63:0] data, // 数据输入
input wire [63:0] key, // 密钥输入
output reg [63:0] out // 输出结果
);
// 定义 Pbox 模块的输入和输出端口
module Pbox(
input wire [63:0] data, // 数据输入
output reg [63:0] out // 输出结果
);
// 定义 Round 模块的输入和输出端口
module Round(
input wire [63:0] data, // 数据输入
input wire [63:0] key, // 密钥输入
output reg [63:0] out // 输出结果
);
// 定义 SubCell 模块的输入和输出端口
module SubCell(
input wire [63:0] data, // 数据输入
output reg [63:0] out // 输出结果
);
// 定义 UpdateKeys 模块的输入和输出端口
module UpdateKeys(
input wire [63:0] key, // 密钥输入
output reg [63:0] out1, // 输出结果 1
output reg [63:0] out2 // 输出结果 2
);
// 定义 AddRoundKeys 模块的 Verilog 代码实现
module AddRoundKeys(
input wire [63:0] data,
input wire [63:0] key,
output reg [63:0] out
);
always @(*) begin
out = data ^ key;
end
endmodule
// 定义 Pbox 模块的 Verilog 代码实现
module Pbox(
input wire [63:0] data,
output reg [63:0] out
);
always @(*) begin
out[ 0:15] = data[48:63];
out[16:31] = data[32:47];
out[32:47] = data[16:31];
out[48:63] = data[ 0:15];
end
endmodule
// 定义 Round 模块的 Verilog 代码实现
module Round(
input wire [63:0] data,
input wire [63:0] key,
output reg [63:0] out
);
wire [15:0] sbox_out;
wire [63:0] pbox_out;
// 实例化 SubCell 模块
SubCell subcell(
.data(data),
.out(sbox_out)
);
// 实例化 Pbox 模块
Pbox pbox(
.data(sbox_out),
.out(pbox_out)
);
// 实例化 AddRoundKeys 模块
AddRoundKeys addroundkeys(
.data(pbox_out),
.key(key),
.out(out)
);
endmodule
// 定义 SubCell 模块的 Verilog 代码实现
module SubCell(
input wire [63:0] data,
output reg [63:0] out
);
always @(*) begin
out[ 0: 3] = ~data[ 0: 3];
out[ 4: 7] = ~data[ 4: 7];
out[ 8:11] = ~data[ 8:11];
out[12:15] = ~data[12:15];
out[16:19] = ~data[16:19];
out[20:23] = ~data[20:23];
out[24:27] = ~data[24:27];
out[28:31] = ~data[28:31];
out[32:35] = ~data[32:35];
out[36:39] = ~data[36:39];
out[40:43] = ~data[40:43];
out[44:47] = ~data[44:47];
out[48:51] = ~data[48:51];
out[52:55] = ~data[52:55];
out[56:59] = ~data[56:59];
out[60:63] = ~data[60:63];
end
endmodule
// 定义 UpdateKeys 模块的 Verilog 代码实现
module UpdateKeys(
input wire [63:0] key,
output reg [63:0] out1,
output reg [63:0] out2
);
always @(*) begin
out1 = key[ 1:63];
out2 = key[ 0:62] ^ ((key[ 0:3] << 61) | (key[ 0:3] << 57));
end
endmodule
// 实例化 PRESENT 模块
generate
gen_rounds: for (i = 0; i < 31; i = i + 1) begin
Round round(
.data(out),
.key(key),
.out(out)
);
UpdateKeys updatekeys(
.key(key),
.out1(key),
.out2(key)
);
end
endgenerate
// 随机生成数据进行加密
reg [63:0] random_data;
initial begin
random_data = $random;
#1;
out = random_data ^ data;
end
endmodule
```
以上代码实现了一个简单的 PRESENT 模块,包含了 AddRoundKeys、Pbox、Round、SubCell 和 UpdateKeys 模块的实例化。使用 generate for 循环语句进行多轮加密操作的实现。最后,将加密后的数据与随机生成的数据进行按位异或操作,得到最终的加密结果。