高速加/解密算法AES在无线局域网(WLAN)通信中的实现

摘要

在无线局域网络发展的过程中，数据的加密要求也在不断地变化。一开始采用WEP加密，但很快它的安全漏洞就显现出来了，极易受到攻击，给网络的安全带来了隐患。随后，便推出了TKIP加密，它是在WEP基础上的一种改进，使用了一种动态密钥的方法，极大提高了无线网络数据加密安全强度。后来，又推出了比WEP/TKIP中RC4算法具有更高的加密性能的AES加密标准CCMP。 本论文根据802.11i AES加密/解密算法的要求，配合给定的系统时钟频率，提出了较为节约面积的、极为规则的AES运算电路的实现方法。通过分析系统时钟与系统数据吞吐量的要求，在速度/面积/数据吞吐率之间做平衡，给出了较为合理的面向高吞吐率的802.11i CCMP AES算法系统架构，对其中的AES运算单元的实现方法进行分析比较，得出了较小面积的AES运算单元的实现方案。用Design Compiler做综合分析后发现，优化后的面积比用查找表方法实现SubBytes下降了22.5％，从而有效地降低了IC的成本。