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基于FPGA的TANGRAM分组密码算法实现

Implementation of TANGRAM block cipher algorithm based on FPGA
王建新
许弘可
郑玉崝
肖超恩
张磊
洪睿鹏
北京电子科技学院, 北京 100070

摘要

TANGRAM系列分组密码算法是一种采用比特切片方法,适合多种软硬件平台的系列分组密码算法。针对TANGRAM-128/128算法,使用Verilog HDL对该算法进行FPGA实现并提出设计方案。首先,介绍了TANGRAM密码算法的特点和流程,提出了针对TANGRAM密码算法进行44轮加/解密迭代计算的方案,该方案采取有限状态机的方法有效降低了资源消耗;其次,基于国产高云云源平台,完成了基于高云FPGA的算法工程实现,以及功能仿真和数据的正确性验证,同时在Quartus Ⅱ 13.1.0平台上也进行了相关测试,用以比较。测试结果表明,TANGRAM系列分组密码算法基于Altera公司的Cyclone Ⅳ E系列EP4CE40F29C6芯片进行工程实现,最大时钟频率为138.64 MHz,加/解密速率为403.30 Mbps;基于高云半导体GW2A-55系列芯片的最大时钟频率为96.537 MHz,加/解密速率为280.80 Mbps。

基金项目

教育部新工科研究与实践项目(E-AQGABQ20202704)
北京高等教育“本科教学改革创新项目”(202110018002)
北京电子科技学院一流学科建设项目(20210064Z0401,20210056Z0402)
中央高校基本科研业务费资金资助项目(328202205,328202271,328202269)
国家重点研发计划基金资助项目(2017YFB0801803)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2023.04.0190
出版期卷: 《计算机应用研究》 印刷出版, 2024年第41卷 第1期
所属栏目: 信息安全技术
出版页码: 260-265
文章编号: 1001-3695(2024)01-041-0260-06

发布历史

[2023-08-08] 优先出版
[2024-01-05] 印刷出版

引用本文

王建新, 许弘可, 郑玉崝, 等. 基于FPGA的TANGRAM分组密码算法实现 [J]. 计算机应用研究, 2024, 41 (1): 260-265. (Wang Jianxin, Xu Hongke, Zheng Yuzheng, et al. Implementation of TANGRAM block cipher algorithm based on FPGA [J]. Application Research of Computers, 2024, 41 (1): 260-265. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

《计算机应用研究》创刊于1984年,是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。

《计算机应用研究》瞄准本学科领域迫切需要的前沿技术,及时反映国内外计算机应用研究的主流技术、热点技术及最新发展趋势。主要刊载内容包括本学科领域高水平的学术论文、本学科最新科研成果和重大应用成果。栏目内容涉及计算机学科新理论、计算机基础理论、算法理论研究、算法设计与分析、区块链技术、系统软件与软件工程技术、模式识别与人工智能、体系结构、先进计算、并行处理、数据库技术、计算机网络与通信技术、信息安全技术、计算机图像图形学及其最新热点应用技术。

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