基于FPGA的SM4算法设计和编程
SM4算法是中国国家密码管理局推荐的一种分组密码算法,被广泛应用于信息安全领域。本篇文章将介绍如何在FPGA上实现基于SM4算法的加密和解密功能,并提供相应的源代码示例。
SM4算法使用128位的密钥和128位的分组长度,具有良好的安全性和高效的加解密速度。在FPGA上实现SM4算法可以利用FPGA并行计算和硬件加速的特性,提高算法的执行效率。
首先,我们需要了解SM4算法的基本原理。SM4算法主要由4个基本操作组成:字节替代、行移位、列混淆和轮密钥加。这些操作会在多轮迭代中重复进行,最终得到加密或解密结果。
下面是一个基于VHDL语言的FPGA实现的SM4算法的示例代码:
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.numeric_std.all;
entity SM4 is
generic (
N: positive := 32
);
port (
clk: in std_logic;
rst: in std_logic;
plaintext: in std_logic_vector(127 downto 0);
key: in std_logic_vector(127 downto 0);
ciphertext: out std_logic_vector(127 downto 0)
);
end entity SM4;
architecture rtl of SM4 is
type state_type is array(0 to 3, 0 to