FPGA实现AES算法的高速并行加速策略

本文主要探讨了在FPGA上利用Spartan II结构实现高级加密标准(AES)的硬件高速并行加速方法。AES，即Advanced Encryption Standard，是美国国家标准化研究所(NIST)提出的一种新的加密标准，旨在取代DES，以保护21世纪的敏感政府数据。Rijndael，由比利时的Joan Daemen和Vincent Rijmen设计，最终被选为AES，预计在2001年7月正式启用。 文章首先介绍了AES算法的特点，包括其作为迭代分组密码算法的灵活性，分组长度和密钥长度可以从128位到256位变化，以及其设计简洁、密钥管理高效、内存需求少、跨平台兼容性强，并且支持并行处理，对抗所有已知攻击的优点。AES的这些特性使其在信息安全领域具有很高的应用价值。 作者自2000年底开始对AES进行了深入研究，不仅限于软件和固件层面，还涉及到了硬件FPGA的实现。FPGA，Field-Programmable Gate Array，是一种可编程逻辑器件，能够根据设计者的需要动态配置逻辑功能，因此非常适合实现高性能、高度定制化的算法如AES。 文中提到的并行加速方法是本文的核心内容，可能包括了数据并行处理、流水线设计等技术，通过优化AES算法中的各个操作步骤，提高加密解密的速度。具体实施策略未在提供的部分详述，但可以推测，这可能包括了将AES的多个步骤同时在FPGA的不同逻辑单元执行，以减少延迟和提高整体性能。 最后，文章给出了相应的AES速率测试数据，以及对实现速度目标的估计，这表明作者对AES在FPGA上的性能提升有明确的量化指标。对于那些寻求在硬件平台上实现高效AES加密的工程师和技术人员来说，这篇论文提供了有价值的设计思路和技术参考。 总结起来，本文着重介绍了如何利用Xilinx公司的Spartan II结构FPGA实现AES的高速并行化，探讨了加速策略，提供了测试数据，并对未来的研究方向给出了可能的展望。这对于理解和实际应用AES在FPGA上的性能优化具有重要意义。