SHA-3算法Verilog设计及ModelSim仿真

摘要：本文介绍了SHA-3算法的Verilog实现和使用ModelSim进行仿真的过程。SHA-3算法是一种密码哈希函数，用于计算消息的哈希值。Verilog是一种硬件描述语言，可用于设计和验证数字电路。通过结合SHA-3算法和Verilog，我们可以实现一个用于计算消息哈希值的硬件模块。ModelSim是一种常用的仿真工具，可以用于验证设计的正确性。本文将详细介绍SHA-3算法的原理、Verilog设计和ModelSim仿真流程，并提供相应的源代码。

1. 引言
   SHA-3（Secure Hash Algorithm 3）是美国国家标准与技术研究院（NIST）发布的一种密码哈希函数。它的设计目标是提供高度的安全性，并且能够在不同的硬件平台上高效实现。本文将以SHA-3-256算法为例，介绍如何使用Verilog语言设计一个SHA-3算法的硬件模块，并使用ModelSim进行仿真验证。

2. SHA-3算法原理
   SHA-3算法是基于海绵结构（sponge construction）的密码哈希函数。它将输入消息分为固定大小的块，通过一系列的迭代运算产生最终的哈希值。具体的SHA-3-256算法包括以下步骤：

• 对输入消息进行填充和分组：将消息填充为固定长度的倍数，然后将填充后的消息分为多个块。
• 初始状态设置：初始化海绵状态，设置初始的置换值和容量。
• 消息迭代：对每个消息块进行一系列的运算，包括转换、混淆和置换等步骤。
• 输出提取：从最终的海绵状态中提取出哈希值。

3. Verilog设计
   在Verilog中实现SHA-