论文摘要：祖冲之加密算法的硬件设计与实现

祖冲之加密算法已被采纳为第四代移动通信加密标准，经过不断的改进，该算法已广泛用于我国移动通信产业。祖冲之加密算法是一种流密码算法，其作用是生成密钥流，供加解密过程使用。加密算法的硬件实现相比软件形式的实现具有安全性高，加解密速率快等优点，因此对祖冲之加密算法进行硬件设计与实现。

本文在对祖冲之算法的原理及特点深入调研的基础上，设计并实现了祖冲之硬件加解密系统，该系统分为三个模块，分别是密钥流产生模块、加解密模块和串口通信模块。为验证所实现的祖冲之加解密系统的正确性，利用仿真软件进行仿真验证，验证通过后，在实际的硬件设备上做了调试和部署。本文的贡献为，在实现对输入数据流的实时操作时，设计了一种速率同步方法，用来同步输入数据的速率和密钥流产生的速率；另外，在生成密钥流时，通过仿顺序的操作方式，控制各功能程序块的执行；第三，在实现复杂的模加运算时，提出一种简洁的方法来简化原有的模加运算。本文实现的祖冲之硬件加解密系统提供了对外交互接口，即可以对从PC机上输入的数据流进行加解密操作，操作后的结果传回到PC机上显示，加解密操作经过验证是正确的，并且性能方面符合预期的性能指标需求。

硬件实现的祖冲之加密算法资源消耗低、加密速率快，可以应用到视频监控系统以及物联网相关项目，期待在不久的将来研发出适用于不同场景的祖冲之加密芯片。

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