请使用Verilog实现一个PRESENT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。

时间: 2023-06-12 20:07:58 浏览: 76
下面是一个基于Verilog的PRESENT模块实现代码,其中使用了generate for循环语句来实现多轮加密操作: ```verilog module present ( input clk, input rst, input start, input [63:0] data_in, input [79:0] key, output reg [63:0] data_out ); // Define constants parameter ROUNDS = 31; // Number of encryption rounds parameter BLOCK_SIZE = 64; // Block size in bits // Define internal registers reg [63:0] state; reg [79:0] round_keys [0:ROUNDS-1]; // Generate round keys generate for (integer i = 0; i < ROUNDS; i = i + 1) begin : round_key_gen always @(*) begin round_keys[i] = {key[(i*BLOCK_SIZE)+63:(i*BLOCK_SIZE)], key[(i*BLOCK_SIZE)+63:(i*BLOCK_SIZE)] ^ 0xFF}; end end endgenerate // Encryption process always @(posedge clk) begin if (rst) begin state <= 0; end else if (start) begin state <= data_in; for (integer i = 0; i < ROUNDS; i = i + 1) begin state <= state ^ round_keys[i]; state <= {state[48:63], state[0:47]}; state[0:3] <= {SBox[state[0:3]], SBox[state[4:7]], SBox[state[8:11]], SBox[state[12:15]]}; round_keys[i+1] <= {state[16:31], state[32:47], state[48:63], state[0:15], round_keys[i][76:79], round_keys[i][72:75], round_keys[i][68:71], round_keys[i][64:67] ^ i ^ 0x63}; end data_out <= state ^ {64{1'b1}}; end end // Substitution box function [3:0] SBox; input [3:0] x; begin case (x) 4'h0: SBox = 4'hE; 4'h1: SBox = 4'h4; 4'h2: SBox = 4'hD; 4'h3: SBox = 4'h1; 4'h4: SBox = 4'h2; 4'h5: SBox = 4'hF; 4'h6: SBox = 4'hB; 4'h7: SBox = 4'h8; 4'h8: SBox = 4'h3; 4'h9: SBox = 4'hA; 4'hA: SBox = 4'h6; 4'hB: SBox = 4'hC; 4'hC: SBox = 4'h5; 4'hD: SBox = 4'h9; 4'hE: SBox = 4'h0; 4'hF: SBox = 4'h7; endcase end endfunction endmodule ``` 在这个实现中,我们定义了参数ROUNDS和BLOCK_SIZE,分别代表加密轮数和数据块大小。ROUND_KEYS是一个内部寄存器数组,用于保存每一轮的密钥。我们使用generate for循环语句来生成轮密钥。在加密过程中,我们首先将输入数据存储到内部寄存器STATE中,然后进行多轮加密操作。在每一轮中,我们执行AddRoundKeys、Pbox、SubCell和UpdateKeys四个操作,最后将加密结果与全1的随机数据按位异或,得到最终的加密结果。 需要注意的是,这个实现中使用了一个名为SBox的函数,用于执行SubCell操作。SBox函数接受一个4位输入值,返回一个4位输出值,代表SubCell操作的结果。在这个函数中,我们使用了一个case语句来实现SubCell操作的S盒。 当然,这只是PRESENT模块的一个简单实现。在实际应用中,我们需要考虑更多的安全性和效率问题。

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