IEEE802．15．4中AES-CCM协议的扩展指令集实现

该文在高级加密标准(AES)快速算法的基础上,设计了一组基于可配置处理器NiosII上的扩展指令,用于IEEE802.15.4标准媒体访问控制层中基于AES算法的计数器模式和密码分组链接消息验证码(AES-CCM)协议的硬件加速。该文首先推导出快速算法中用于轮变换的查找表与S盒的逻辑关系,然后通过复合域变换方法用硬件电路实现S盒的计算,从而消除了支撑扩展指令集的硬件逻辑对片上存储空间的消耗。同时给出该协议基于查表法的扩展指令集和协处理器的设计方案,并在EP2C35芯片上进行实现和对比。该方案仅消耗223个逻辑单元(LE),吞吐量为668.7 kbps,时钟周期数比软件算法加速174.6倍,芯片面积仅为协处理器方案的9.5%,显著降低了无线传感网节点设备的成本和功耗。

一种改进ECB模式的AES算法加解密优化方案

分组对称加密算法的工作模式对于敏感信息的安全性至关重要。文章采用了工作于改进ECB模式(IECB)的AES算法实现了文件加解密,提高了数据存储的安全性。文中还提出了一种文件尾端处理方法以适应分组加解密的要求,并对不同文件大小采用分类处理策略以达到优化时空消耗的目的。最后通过实验比较了IECB和ECB的性能差异,结果表明IECB能稳定工作,获得正确、可靠的结果。

简评AES工作模式

工作模式是一个算法,它刻画了如何利用分组密码提供信息安全服务.在给AES征集工作模式标准的过程中,NIST收到了15个候选工作模式.简要介绍15个候选工作模式及它们的设计思想.

基于CTR操作模式的AES算法加密组件的研究

通过对AES算法进行研究和实现,并对CTR算法的操作模式必要性和模式原理进行说明,结合COM的优秀特性将基于CTR操作模式的AES算法封装在一个组件中,组成一个跨平台可重用性的组件。

基于嵌入式平台802.16 AES-CCM算法的优化及实现

通过深入分析AES-CCM算法原理,对AES算法中运算量最大的轮变化过程进行优化,将轮变化中的4个步骤转变为查表和异或运算,进一步简化了算法的执行过程;并对802.16协议中CCM模式应用规则存在的安全隐患提出了改进措施,增强了算法在抗重放攻击方面的能力.通过在富士通3400 WiMAX开发板"ARM+VxWorks"平台下设计和实现了采用AES-CCM算法的数据传输加密方案,最后采用应用模块对算法进行测试,结果表明了改进后算法模块的正确性和有效性.

基于AES算法的ZigBee网络加密方法研究

采用高级加密标准算法AES(Advanced Encryption Standard)的AES-CCM*安全模式对ZigBee网络数据进行加密处理,重新定义了报文服务类型(Message,MSG)的帧格式以提高网络传输数据净载荷量。理论分析及仿真结果表明AES-CCM*加密模式具有安全实用性。

一种AES-CCM 128 bit硬件加密器的优化设计

介绍了一种基于FPGA的AES-CCM 128bit硬件加密器的优化设计方法。阐述了AES(高级加密标准)算法以及CCM工作模式,分析了AES算法的轮变换结构,并提出S-box查表结构和MixColumns(列混合运算)的VHDL语言程序设计思想。建立了ExpandedKey(密钥扩展运算)的数学模型,概括出AES算法的硬件实现方法,使得每一轮的轮变换与密钥扩展运算并行执行,以提高AES的加密速度。CCM工作模式结合了CTR与CBC-MAC工作模式,其加密明文或解密密文时都使用AES加密运算,这样解密过程就避免了繁杂的AES的直接解密运算。CCM模式下的简化加密协议,使用两个AES加密内核并行执行CTR与CBC-MAC工作模式以提高该模式下的加密解密速度。

AES-CCM通用协处理器的优化设计实现

为了减小AES-CCM加密协议的电路面积和功耗,本文利用AES-CCM链路层数据加密与解密都只用到AES加密模式,以及数据校验值生成与数据加解密可以同时计算且密钥相同的特点,给出AESCCM通用协处理器的一种低功耗实现方案.该方案以AES加密模块为运算核心,在外围CCM模块的协同控制下实现AES-CCM加密协议.其中,外围CCM控制模块固定不变,AES加密模块可根据不同的应用需求进行选择性例化:面向高速率指标的产品实现时选择AES双轮并行实现方式,面向低代价指标的产品实现时选择AES双轮乒乓实现方式.与传统双AES并行实现的AES-CCM方案相比,AES双轮并行实现AES-CCM方案的面积和功耗分别减小9.21%和12.34%;与传统双AES串行实现的AES-CCM方案相比,AES双轮乒乓实现AES-CCM方案的面积增加0.06%,但是功耗减小12.12%.

一种高吞吐率低功耗的AES-CCM硬件实现

随着无线传输速度逐步提高和无线终端设备的低功耗应用,AES-CCM加密协议的数据处理速度和功耗指标逐渐成为其应用中的技术瓶颈.本文针对AES-CCM固有的结构特点,提出了高吞吐率、低功耗的5-Core硬件实现方案.该方案采用一个Core执行密钥扩展,4个相同的Core共享轮密钥来执行轮迭代计算,在CCM状态机的协同控制下实现AES-CCM的数据加解密和校验值生成.此外,该方案进行了低功耗设计,在S盒实现中利用了同构映射,将复合域GF(2^(8))上的求逆运算映射到GF(((2^(2))^(2))^(2))上,并对GF((2^(2))^(2))域上的逻辑表达式以及相邻变换的表达式进行了化简,从而缩小关键路径的延时,降低功耗.该实现支持半双工通讯方式以及全双工通讯方式.在全双工通讯方式下,5个Core参与计算,吞吐率可达4.23 Gbps.同时,由于方案中采用了多Core轮密钥共享方案,有效减少了算法中的冗余电路.与传统实现方式相比,AES-CCM的电路面积和功耗分别减少了14.88%和20.00%.

AES算法CBC模式的数字图像加密研究

随着全球数字化和网络化的迅猛发展,数字图像的安全问题也日益突出。针对数字图像的信息安全问题,研究了基于AES加密算法的数字图像加密保护方法。通过分析AES加密算法的实现原理,对比加密算法的ECB模式和CBC模式,选取了更加安全的CBC模式完成数字图像加密。实验显示图像的加密效果,通过像素分布图进行效果分析,证明该方法能够较好的实现图像加密效果。

基于TC和AES的ZigBee标准安全性分析

ZigBee是一种新兴的无线传感网络标准,由于功耗、成本较低得到广泛应用。为研究ZigBee标准的安全性,分析了ZigBee标准协议栈体系结构,并对其定义的信任中心(trust center,TC)和所采用安全机制进行了分析。ZigBee信任中心有住宅模式与商业模式两种安全模式,定义了比较完整的加密和认证方法。ZigBee安全机制采用基于AES-128算法的CCM*操作模式,有多种安全方案,因此,ZigBee标准是一种比较安全的无线传感网络标准。

CCM3模式中LSM积雪方案的改进研究 (Ⅰ):修改方案介绍及其单点试验

为了改进美国NCARCCM3全球模式中LSM陆面模型中的积雪方案的模拟效果,在Sun等[1]SAST积雪模型的基础上,作了部分修改后,加进CCM3模式LSM模型中。该方案根据格点区域平均积雪深度的不同,把地面雪盖划分为1到3层不等,能在积雪表层和中间层更好地描述温度的日变化和季节变化;较详细地考虑了雪的热传导、太阳辐射的穿透吸收、雪的融化、液态水的储存、渗透和再冻结等积雪内部的主要物理过程;根据Nimbus-7卫星实测雪深资料修改了积雪覆盖度和雪面反照率的计算方案。利用前苏联6个台站1978—1983年的实测积雪资料和大气强迫数据,进行了单点模拟试验,结果表明,新的积雪参数化方案能够较好地再现积雪深度和雪水当量的逐日和季节变化特征,部分提高了积雪参数化方案对积雪的模拟能力。

CCM3大气环流模式月-季尺度预报初步试验

以 1 991和 1 994年 NCEP再分析格点资料作初始场 ,用 NCAR气候模式 CCM3进行了48次月、季预报 ,针对 50 0 h Pa高度和中国降水资料对其预测能力进行了检验 .结果表明 ,CCM3对月尺度的高度场的预报有一定的能力 .对中国 1 60站的降水距平进行月尺度和季节预报 ,其准确程度可以和目前经验预报的水平相当 .比较使用实际海温和用外推法预测的海温两种下边界条件所作的预报结果发现 ,两者的效果差异不大 .

CCM3模式中LSM积雪方案的改进研究 (Ⅱ):全球模拟试验分析

为了进一步检验新LSM积雪方案的气候模拟性能,经文献[1]单站模拟检验后,在本文中又进一步将其加入CCM3模式中,分别积分近两年。模拟结果表明:原LSM和新LSM积雪方案虽然都能再现全球气候的主要平均特征,但经改进后的新积雪方案对全球积雪气候、降水等要素场及环流等的气候模拟性能比原LSM积雪方案更好些。

一种符合数字电影规范实时AES解密系统

数字电影业界遵循的数字电影系统规范(DCSS)对电影数据的加密与解密过程提出了复杂的要求。提出了一种符合DCSS规范的AES解密过程的硬件设计与FPGA实现方法,满足DCSS对数据解密的多种要求,并达到了数字电影实时播放的速率要求。在FPGA芯片上的实验表明,该解密系统稳定工作在66Mhz时钟下,数据输出率达到了528Mbits/s,大于DCSS规范规定的250Mbits/s数据输出带宽。

AES加密机制在IPSec协议中的应用研究

研究了在IPSec封装安全载荷(ESP)中应用AES加密机制。AES是一个对称分组密码算法,有多个操作模式可供选择。针对建立基于AES加密机制的IPSecVPN情况,着重探讨了使用CBC和CTR两种操作模式时值得注意的一些问题。同时分析了AES算法的性能。

基于AES算法的ZigBee网络加密方法研究

信息化技术的不断发展,对计算机网络的安全性带来了潜在的威胁,影响着用户的各种信息安全性。由于系统的整体功能非常复杂,对于相关的加密机制提出了更高的要求,需要技术人员采取必要的措施编写出合理科学的加密算法程序,为系统的正常运行提供可靠的安全模式。作为高级加密标准算法,AES算法在实际的应用中取得了良好的作用效果,为各种信息安全问题的有效解决带来了重要的参考依据。这种算法作用下的安全模式,可以对Zig Bee网络使用中产生的各种数据进行加密处理,提高了网络传输数据的静载荷量。基于此,本文将对基于AES算法的Zig Bee网络加密方法进行必要地研究。

考虑寄生参数和电感电流纹波的CCM模式Boost变换器建模

在考虑电子器件寄生参数及电感电流纹波的情况下,运用三端开关器件模型法和能量守恒法对Boost变换器工作于CCM模式下的精确建模进行研究,推导了大信号等效电路模型、稳态等效电路模型和小信号等效电路模型,并在一个实际的Boost变换器上对存在寄生参数和电感电流纹波的情况进行仿真和稳态性能、动态特性分析。结果表明,此研究能够改善实际Boost变换器设计和系统性能。

AES加密算法的一种优化的FPGA实现方法

介绍AES算法的原理并阐述了明文分组和密钥长度都是128 b的情况下基于FPGA的设计和实现。结合算法和FPGA的特点,采用查表法优化处理了字节代换运算、列混合运算和密钥扩展运算。同时,为了提高系统工作速度,在设计中应用了流水线技术,但由于流水线结构不能用于反馈模式,因此,实现时使用的是电码本模式(ECB)的工作方式。利用QuartusⅡ开发工具给出仿真结果,时钟频率达70.34 MHz。最后做了应用分析。

AES在无线网络化传感器安全性中的应用研究

无线网络化智能传感器技术是传感器技术的发展方向,而安全性是它必须考虑的一个重要方面。本文阐述了AES加密原理,研究探讨了AES在无线网络化智能传感器中的应用,详细叙述了AES的五种加密模式的工作过程。