VHDL를 이용한 DES 설계 정보통신컴퓨터공학부 5조 김인옥, 백미숙

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1 VHDL를 이용한 DES 설계 정보통신컴퓨터공학부 5조 김인옥, 백미숙
프로젝트 계획서 VHDL를 이용한 DES 설계 정보통신컴퓨터공학부 5조 김인옥, 백미숙

2 1. 개요 제목 : VHDL를 이용한 DES 설계 목적 및 필요성 - DES 알고리즘의 개요와 구조 및 암호화 과정을 이해 - 암호화 연산에 필요한 블록들을 VHDL을 사용하여 설계 - 시뮬레이션을 통해서 작동여부를 확인. - Training Kit를 통해서 실제로 검증

3 2. DES(1) Data Encryption Standard
1972년, LUCIFER[FEIS 73]를 기반으로 IBM 개발 1977년, NIST에 의거 미국정부 암호 표준으로 채택 및 5년마다 검증 64비트 단위 블록 암호, 56비트 키 16라운드 반복, 비선형 요인(S-box) 개인키 사용하여 데이터를 암호화하는 방법 72천조 개 이상의 암호 키가 사용되는 것이 가능 송신자와 수신자 둘 모두는 동일한 개인 키를 알고, 사용

4 2. DES(2) DES building block Round Function Key Scheduling Plaintext
Ciphertext ……

5 2. DES(3) Encryption(left), Decryption(right) Initial Permutation IP-1
R k L15 Initial Permutation f IP-1 L k R0 L k R14 L R2 R k L1 L R16 R L16 f Initial Permutation IP-1 R k L16 L k R15 R L14 R k L2 L k R1 R L0 L R0

6 2. DES(4) DES의 Round (1 Round) Li = Ri-1 Ri = Li-1 f ( Ri-1 , Ki )
Key(64) PC-1 Plaintext(64) Key(56) IP C0(28) D0(28) 좌 Shift 좌 Shift L0(32) R0(32) C1(28) D1(28) 48 PC-2 SubKey f(R0, K1) 56 좌 Shift 좌 Shift L1(32) R1(32) C2(28) D2(28) Li = Ri-1 Ri = Li-1 f ( Ri-1 , Ki )

7 2. DES(5) Key Transformation Shift C D + PC-2 28 56 48 SubKey

8 2. DES(6) 암호화 함수 f(Ri-1, Ki)의 계산 Ri-1(32) 확장순열 E Ri-1(48) S1 S2 S3 S4
순열함수 P(32) Ri = f (Ri-1, Ki)(32)

9 2. DES(7) 암호화 함수 (S-Box) S1 부터 S8 까지의 8개의 Box로 구성됨
6비트를 입력으로 받아 4비트를 출력하는 표 작성 S1 입력비트 S-Box 출력비트 MSB LSB S-Box의 행 결정 : 1번째 비트, 6번째 비트 S-Box의 열 결정 : 2, 3, 4, 5번째 비트

10 2. DES 알고리즘 내부구조

11 3. 수행방법 및 일정 수행방법 1. 알고리즘 구현(DES 코어 작성, 핀 ASSIGN) 2. 시뮬레이션 수행 3. HBE-DTK-10K 트레이닝 키트 상에서의 구현 입력(DIN[64bit], KIN[64bit]), 출력(DOUT[64bit])    1주 : 프로젝트 주제 선정 및 수행계획 수립 2주 ~ 3주 : 알고리즘 설계 4주 : 시뮬레이션을 통해서 작동여부를 확인 5주 : Training Kit를 통해 검증