遙感圖像是深空探測和近地觀測所得數據的重要載體，在軍事和社會經濟生活領域發揮著重要作用。由于遙感圖像數據量巨大，它的存儲和傳輸已成為遙感信息應用中的關鍵問題。圖像壓縮編碼技術能降低圖像冗余度，從而減小圖像的存儲容量和傳輸帶寬，它的研究對于遙感圖像應用具有重要的現實意義。CCSDS圖像壓縮算法是空間數據系統咨詢委員會(CCSDS)提出的圖像數據壓縮算法。該算法復雜度較低，并行性好，適合于硬件實現，能實現對空間數據的實時處理，從而廣泛應用于深空探測和近地觀測。對于直接關系到軍事戰略、經濟建設等方面的遙感圖像的傳輸，必須對它進行加密處理。Aes加密算法是由美國國家標準和技術研究所(NIST)于2000年發布的數據加密標準，它不但能抵抗各種攻擊，保證加密數據的安全性，而且易于軟件和硬件實現。本論文對CCSDS圖像壓縮算法和Aes加密算法進行了研究，完成的主要工作包括： (1)研究了CCSDS圖像壓縮算法的原理和結構，用C語言實現了算法的編解碼器，并與SPIHT算法和JPEG2000算法的性能進行了比較。 (2)研究了Aes加密算法的原理和結構，用C語言實現了算法的加解密器。 (3)介紹了實現CCSDS圖像壓縮算法和Aes加密算法的FPGA設計所選擇的軟件開發工具、開發語言和硬件開發平臺。 (4)給出了CCSDS編碼器的FPGA實現方法和實現性能。 (5)給出了Aes加密器的FPGA實現方法和實現性能。 本文設計的CCSDS圖像壓縮和Aes加密FPGA系統運用了流水線設計、高速內存設計、模塊并行化設計和模塊串行化設計等技術，在系統速度和資源面積上取得了較好的平衡，達到了預期的設計目的。
上傳時間： 2013-07-15
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本文以星載圖像數據的壓縮與加密為背景，對CCSDS圖像壓縮算法和Aes數據加密算法做了深入研究。文章的主要工作包括： (1)實現了CCSDS圖像壓縮算法的C程序，并且與SPIHT算法和JPEG2000算法在星載圖像壓縮領域做了簡單的對比； (2)對原始CCSDS圖像壓縮算法進行了改進。實驗結果表明，改進后的算法在提升算法性能的同時，降低了算法的復雜度； (3)研究了Aes數據加密標準，并實現了該算法的C程序； (4)用VerilogHDL語言實現了CCSDS圖像壓縮算法和Aes數據加密算法的編碼器； (5)在FPGA硬件平臺上，驗證了這兩種算法編碼器的正確性和有效性。
上傳時間： 2013-04-24
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2000年10月2日，美國國家標準與技術研究所宣布采用Rijndael算法作為高級加密標準，并于2002年5月26日正式生效，Aes算法將在今后很長一段時間內，在信息安全中扮演重要角色。因此，對Aes算法實現的研究就成為了國內外的熱點，會在信息安全領域得到廣泛的應用。用FPGA實現Aes算法具有快速、靈活、開發周期短等優點。 本論文就是針對Aes加、解密算法在同一片FPGA中的優化實現問題，在深入分析了Aes算法的整體結構、基本變換以及加、解密流程的基礎上，對Aes算法的加、解密系統的FPGA優化設計進行了研究。主要內容為： 1．確定了實現方案以及關鍵技術，在比較了常用的結構后，采用了適合高速并行實現Aes加、解密算法的結構——內外混合的流水線結構，并給出了總體的設計框圖。由于流水線結構不適用于反饋模式，為了達到較高的運算速度，該系統使用的是電碼本模式(ECB)的工作方式； 2．對各個子模塊的設計分別予以詳細分析，結合算法本身和FPGA的特點，采用查表法優化處理了字節代換運算，列混合運算和密鑰擴展運算。同時，考慮到應用環境的不同，本設計支持數據分組為128比特，密鑰長度為128比特、192比特以及256比特三種模式下的Aes算法加、解密過程。完成了Aes加、解密算法在同一片FPGA中實現的這個系統的優化設計； 3．利用QLJARTUSII開發工具進行代碼的編寫工作和綜合編譯工作，在 MODELSIM中進行仿真并給出仿真結果，給出了各個模塊和整個設計的仿真測試結果； 4．和其他類似的設計做了橫向對比，得出結論：本設計在保證了速度的基礎上實現了資源和速度的均衡，在性能上具有較大的優勢。
上傳時間： 2013-05-25
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本文從Aes的算法原理和基于ARM核嵌入式系統的開發著手，研究了Aes算法的設計原則、數學知識、整體結構、算法描述以及Aes存住的優點利局限性。 針對ARM核的體系結構及特點，對Aes算法進行了優化設計，提出了從Aes算法本身和其結構兩個方面進行優化的方法，在算法本身優化方面是把加密模塊中的字節替換運算、列混合運算和解密模塊中的逆列混合運算中原來的復雜的運算分別轉換為簡單的循環移位、乘和異或運算。在算法結構優化方面是在輸入輸山接口上采用了4個32位的寄存器對128bits數據進行了并行輸入并行輸出的優化設計；在密鑰擴展上的優化設計是采用內部擴展，即在進行每一輪的運算過程的同時算出下一輪的密鑰，并把下一輪的密鑰暫存在SRAM里，使得密鑰擴展與加/解密運算并行執行；加密和解密優化設計是將輪函數查表操作中的四個操作表查詢工作合并成一個操作表查詢工作，同時為了使加密代碼在解密代碼中可重用，節省硬件資源，在解密過程中采用了與加密相一致的過程順序。 根據上述的優化設計，基于ARM核嵌入式系統的ADS開發環境，提出了Aes實現的軟硬件方案、Aes加密模塊和解密模塊的實現方案以及測試方案，總結了基于ARM下的高效編程技巧及混合接口規則，在集成開發環境下對算法進行了實現，分別得出了初始密鑰為128bits、192bits和256bits下的加密與解密的結果，并得劍了正確驗證。在性能測試的過程中應用編譯器的優化選項和其它優化技巧優化了算法，使算法具有較高的加密速度。
上傳時間： 2013-04-24
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本文對基于FPGA的CCSDS圖像壓縮和Aes加密算法的實現進行了研究。主要完成的工作有： (1)深入研究CCSDS圖像壓縮算法，并根據其編碼方案，設計并實現了相應的編解碼器。從算法性能和硬件實現復雜度兩個方面，將該算法與具有類似算法結構的JPEG2000和SPIHT圖像壓縮算法作比較分析； (2)利用硬件描述語言VerilogHDL實現CCSDS圖像壓縮算法和Aes加密算法； (3)優化算法復雜度較大的功能模塊，如小波變換模塊等。使用雙端口內存模塊增加數據讀寫速度，利用DSP塊處理核心運算單元，從而很大程度上提高了模塊的運行速度，并降低了芯片的使用面積； (4)設計并實現系統的模塊級流水線，在幾乎不增加占用芯片面積的情況下，提高了系統的數據吞吐量； (5)在QuartusⅡ和ModelSim仿真環境下對該系統進行模塊級和系統級的功能仿真、時序仿真和驗證。在硬件系統測試階段，設計并實現FPGA與PC機的串口通信模塊，提高了系統驗證的工作效率。
上傳時間： 2013-05-19
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基于FPGA加密芯片設計論文（Aes和DES算法）
上傳時間： 2013-08-29
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介紹了Aes中,SubBytes算法在FPGA的具體實現.構造SubBytes的S-Box轉換表可以直接查找ROM表來實現.通過分析SubBytes算法得到一種可行性硬件邏輯電路,從而實現SubBytes變換的功能.
上傳時間： 2013-11-30
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為了在數據加密工程中推進一步推廣Aes標準，提高用Aes標準加密數據的效率、安全性和靈活性，節省數據加密的軟硬件資源，本論文用邏輯代數、二進制數、模2四則運算知識和GF域的四則運算知識對按照Aes的數據加密算法Rijndael的具體實現進行了深入仔細地分析研究，提出了實現Rijndael的新方法和新技術，并對相關技術用通俗明確的語句進行了說明。本論文提出的數據加密的實現方法可以應用到實際工程中，具有節省數據加密器的軟硬件資源的特點。
上傳時間： 2014-12-29
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基于Aes的加密算法具有速度快、強度高、便于實現等優點和ECC加密算法具有密鑰分配與管理簡單、安全強度高等優點，采用Aes加密算法加密大數據塊，而用ECC加密算法管理Aes密鑰，通過集成Aes加密算法和ECC加密算法的優點，實現了加密速度快和安全方便管理密鑰的優點，有效地解決了密碼體制中速度和安全性不能兼顧的問題。
上傳時間： 2013-11-26
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介紹了Aes中,SubBytes算法在FPGA的具體實現.構造SubBytes的S-Box轉換表可以直接查找ROM表來實現.通過分析SubBytes算法得到一種可行性硬件邏輯電路,從而實現SubBytes變換的功能.
上傳時間： 2014-07-10
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