请采用verilog实现PRESENT模块,使其31轮每一轮都用随即掩码掩蔽

时间: 2023-06-19 16:10:34 浏览: 57
PRESENT是一种轻量级密码算法,采用SPN结构,其核心部分为S盒和P盒。在实现PRESENT模块时,我们需要先实现S盒和P盒,然后再将它们组合起来实现SPN结构。 以下是一个采用Verilog实现PRESENT模块的示例代码,其中31轮每一轮都使用随机掩码掩蔽。 ```verilog module present( input [63:0] plaintext, input [79:0] key, output [63:0] ciphertext ); // 定义S盒 reg [3:0] S[15:0]; initial begin S[0] = 4'b0010; S[1] = 4'b1100; S[2] = 4'b0100; S[3] = 4'b0001; S[4] = 4'b0111; S[5] = 4'b1011; S[6] = 4'b1010; S[7] = 4'b0110; S[8] = 4'b1000; S[9] = 4'b0101; S[10] = 4'b0011; S[11] = 4'b1111; S[12] = 4'b1101; S[13] = 4'b0000; S[14] = 4'b1110; S[15] = 4'b1001; end // 定义P盒 reg [63:0] P[15:0]; initial begin P[0] = 64'h0000000000000000; P[1] = 64'h0000000000000001; P[2] = 64'h0000000000000100; P[3] = 64'h0000000000000101; P[4] = 64'h0000000000010000; P[5] = 64'h0000000000010001; P[6] = 64'h0000000000010100; P[7] = 64'h0000000000010101; P[8] = 64'h0000000001000000; P[9] = 64'h0000000001000001; P[10] = 64'h0000000001000100; P[11] = 64'h0000000001000101; P[12] = 64'h0000000001010000; P[13] = 64'h0000000001010001; P[14] = 64'h0000000001010100; P[15] = 64'h0000000001010101; end // 定义轮密钥 reg [79:0] round_key[31:0]; initial begin round_key[0] = key; for (int i = 1; i < 31; i = i + 1) begin round_key[i][79:64] = round_key[i-1][15:0]; round_key[i][63:0] = {round_key[i-1][79:64], round_key[i-1][63:16]}; // 使用随机掩码掩蔽 round_key[i][11:0] = round_key[i][11:0] ^ $random; end end // 定义SPN结构 wire [63:0] subkey[31:0]; assign subkey[0] = round_key[0][79:16]; for (int i = 1; i < 31; i = i + 1) begin assign subkey[i] = round_key[i][79:16] ^ (subkey[i-1] >> 8); end wire [63:0] state; assign state = plaintext; for (int i = 0; i < 31; i = i + 1) begin wire [63:0] round_key_i; assign round_key_i = subkey[i]; wire [63:0] state_i; assign state_i = state; // Substitution 层 for (int j = 0; j < 16; j = j + 1) begin wire [3:0] s_in; assign s_in = state_i[j*4+3:j*4]; wire [3:0] s_out; assign s_out = S[s_in]; state_i[j*4+3:j*4] = s_out; end // Permutation 层 wire [63:0] permuted; assign permuted = {state_i[15:0], state_i[47:32], state_i[31:16], state_i[63:48]}; // 使用随机掩码掩蔽 permuted[11:0] = permuted[11:0] ^ $random; // XOR 层 state = permuted ^ round_key_i; end assign ciphertext = state; endmodule ``` 在这个实现中,我们先定义了S盒和P盒,然后使用随机掩码生成31轮的轮密钥。接着,我们将S盒和P盒组合成SPN结构,并使用随机掩码掩蔽每一轮的加密操作。最后,我们将输入的明文和生成的轮密钥送入SPN结构中,得到密文输出。

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