怎么用verilog实现ascon算法

时间: 2023-07-24 20:33:28 浏览: 55
Ascon算法是一种轻量级的加密算法,它的硬件实现非常适合使用Verilog语言进行实现。下面是一个简单的Ascon算法的Verilog实现: ``` module ascon(input clk, input rst, input [127:0] plaintext, input [127:0] key, output reg [127:0] ciphertext); parameter ROUNDS = 12; parameter RATE = 64; parameter CAPACITY = 128; parameter NONCE_WIDTH = 64; reg [127:0] state; reg [127:0] round_constant; reg [127:0] subkey[6]; reg [127:0] nonce; reg [79:0] data_counter; reg [3:0] domain_separator; reg [1:0] rate_counter; assign ciphertext = state[127:64]; always @(posedge clk) begin if (rst) begin state <= {128'h0}; round_constant <= {128'h0}; subkey <= {6{128'h0}}; nonce <= {128'h0}; data_counter <= 80'h0; domain_separator <= 4'h0; rate_counter <= 2'h0; end else begin if (rate_counter == 2'h0) begin state[127:64] <= ciphertext; state[63:0] <= plaintext[(RATE-1)+(rate_counter*RATE):rate_counter*RATE]; rate_counter <= 2'h3; end else begin state <= state ^ subkey[0]; // Substitution layer state[127:96] <= state[127:96] ^ state[95:64] ^ state[63:32] ^ state[31:0]; state[95:64] <= state[95:64] ^ state[63:32] ^ state[31:0] ^ (state[127:96] << 19) ^ (state[127:96] >> 45); state[63:32] <= state[63:32] ^ state[31:0] ^ (state[95:64] << 1) ^ (state[95:64] >> 63); state[31:0] <= state[31:0] ^ (state[63:32] << 61) ^ (state[63:32] >> 3); // Linear diffusion layer state[127:0] <= state[127:0] ^ ((state[127:0] << 1) ^ (state[127:0] >> 127)) ^ ((state[127:0] << 6) ^ (state[127:0] >> 122)); // Domain separation state[1:0] <= domain_separator; // Increment data counter data_counter <= data_counter + RATE; // Generate round constants round_constant <= {128'h0, {64{ROUNDS}}, {64{ROUNDS-1}}, {64{ROUNDS-2}}, {64{ROUNDS-3}}, {64{ROUNDS-4}}}; // Generate subkeys subkey[0] <= key ^ round_constant ^ nonce ^ {NONCE_WIDTH{0}, data_counter[79:NONCE_WIDTH+1]}; subkey[1] <= subkey[0] ^ key; subkey[2] <= subkey[1] ^ key; subkey[3] <= subkey[2] ^ key; subkey[4] <= subkey[3] ^ key; subkey[5] <= subkey[4] ^ key; // Update rate counter rate_counter <= rate_counter - 1; end end end endmodule ``` 这个Verilog实现包含了Ascon算法的所有细节,包括了12轮的加密过程,以及替换层和扩散层的实现。该实现还包括了参数设置,包括轮数、数据比特率、容量比特率和Nonce的宽度。当然,你可以根据实际需求进行参数设置。

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