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用于无线传感器网络的AES加密机的设计

更新时间：2020-01-02 23:30:02 大小：6M 上传用户：sun2152 查看TA发布的资源 标签：无线传感器网络 AES加密机 下载积分：2分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）能够广泛应用于军事、环境监测和预报、智能家居、安全监测等领域。高级加密标准AES（Advanced Encryption Standard）作为认证和加密的算法在无线传感器网络中被广泛采用。

而AES加密系统作为传感器网络中的一部分，对芯片的面积、功耗等方面有较高的要求。因此，应用于无线传感器网络的AES加密机要求具备低成本的电路结构。

本文在分析了无线传感器网络的安全机制及AES算法的前提下，进行了AES加密机电路的小面积设计。文中针对设计要求使用复用技术-在加密模块采用了4个s盒代替了传统的16个s盒，大大减小了芯片面积。本文采用自底向上（DOWN-TOP）的设计方法，用Verilog HDL实现了AES加密机的前端设计，使用EDA工具进行了逻辑仿真和综合优化、布局布线以及后仿真，并实现了基于Altera芯片的验证。仿真和验证结果表明，该AES加密机的设计满足小面积的要求，能用于无线传感器网络。

关键词：无线传感器网络；AES：Verilog HDL：EDA

无线传感器网络（Wireless Sensor Network，wSN）是新一代的传感器网络，具有广泛的应用前景，其发展和应用将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。它在环境监测、高效农业、工业控制、医疗护理、物流管理、军事领域（包括侦察敌情，监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等）都有极强的应用潜力。

AES算法是IEEE802.15.4加密和认证的基础算法，在算法设计上考虑了基于密码的数学特性的攻击，因此具有良好的抗线性和差分攻击特性。其作为认证和加密的算法在无线传感器网络中被广泛采用。因此研究并实现用于无线传感器网络的低功耗、低成本、高安全性能的AES加密系统芯片对传感器系统网络化的实现有重大意义。

本论文所设计的用于无线传感器网络的AES加密机，要求具备小面积、安全性高的特点，由AES算法可知要实现的系统所占用的面积大小主要由s盒决定，因而采用s盒的多少将改变面积的大小，本文采取了复用技术-在加密模块使用4个s盒代替了传统结构的16个s盒，将大大减少芯片面积，而这也是本次设计的重点部分。