基于单片机和FPGA的网络数据加密实现

系统上电初始化后，由用户向单片机输入初始密钥和算法选择数据，通过SPI接口送入FPGA，FPGA接收到密钥后将初始密钥传给算法模块，算法模块初始化后产生同步Gold码，并等待数据，当待加密数据有效时，启动加密算法；当数据无效时，再次进入等待数据状态。相应地，解密模块先检测起始的同步Gold码，检测到后，当待解密数据有效时，启动解密算法，当待解密数据无效时，再次进入等待数据状态。如此往复，完成数据的加密解密过程。在密钥传输过程中，由于两种算法所需的初始密钥位数不同，当使用w7算法时，初始密钥在送入FPGA中后还需二次扩展达到所需的位数。

4 仿真与分析
采用QuartuslI 8．0软件仿真FPGA功能。共用4 865个逻辑单元，1 024 bit的片上存储位，时序分析得到最大工作频率为95．79 MHz。仿真加密时序如图6所示。

5 结论
通过对整个设计的调试验证，结果满足设计要求。整个系统具有较高的安全性和保密性，可为要求通信安全的网络应用提供一种基于硬件的加密方式，基于FPGA的加密算法设计具有很高的灵活性，如果采用更加先进的加密算法，可进一步提高系统的安全性和保密性。