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。
时间: 2023-06-12 22:07:55 浏览: 163
PRESENT密码算法的Verilog实现
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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。
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