USB+FPGA技术实现密码算法硬件平台设计

"基于USB + FPGA技术的密码算法硬件实现平台设计 (2010年)" 本文主要探讨了如何利用USB2.0接口技术和现场可编程门阵列（FPGA）来构建一个密码算法硬件实现平台。这个平台的构建旨在提供一个高效、灵活的环境，用于实现各种密码算法的硬件加速。 首先，文章介绍了该平台的系统架构。系统由USB2.0控制器、FPGA以及相关的功能模块组成。USB2.0接口提供了与外部设备的高速通信能力，而FPGA则作为核心计算单元，可以根据需求配置实现不同的密码算法。通过这样的设计，平台能够适应不同应用场景的需求，具有良好的扩展性和可定制性。 在FPGA的设计中，作者使用了超高速集成电路硬件描述语言（如VHDL或Verilog）来描述各个功能模块。其中，端口复用先入先出（FIFO）阵列存储器用于数据缓冲，确保数据传输的连续性和稳定性。数据加密模块则是密码算法硬件实现的关键部分，它可能包含了如AES（高级加密标准）、DES（数据加密标准）或其他加密算法的硬件实现，这些算法能够在FPGA内部快速并行执行，大大提高了加密解密的速度。 文章还讨论了平台各层面的划分及其解决方案，这包括硬件层、固件层和软件层的协同工作。硬件层主要关注FPGA逻辑设计和USB接口电路；固件层涉及USB协议的处理和与FPGA的交互；软件层则涵盖上位机应用程序，用于控制平台操作和数据交换。这种多层次的设计确保了平台的整体性能和兼容性。 实验结果显示，该平台成功实现了预期的功能，能够有效地进行数据加密和解密，验证了其在密码算法硬件实现中的可行性。通过USB2.0接口，平台可以与个人计算机或其他设备无缝连接，为密码学研究和实际应用提供了便捷的工具。 关键词：密码算法、硬件实现、USB2.0、现场可编程门阵列 文章的发表得到了国家自然科学基金和上海市高校优秀青年教师科研专项基金的支持，体现了对这一领域的重视和投入。作者袁益民等通过这一研究，展示了在信息技术领域，尤其是密码学硬件加速方面的专业技能和创新思维。