프로젝트 계획서

VHDL 를 이용한 DES 설계 정보통신컴퓨터공학부 5 조 김인옥 , 백미숙

1. 개요

제목 : VHDL 를 이용한 DES 설계

목적 및 필요성

- DES 알고리즘의 개요와 구조 및 암호화 과정을 이해

- 암호화 연산에 필요한 블록들을 VHDL 을 사용하여 설계

- 시뮬레이션을 통해서 작동여부를 확인 .

- Training Kit 를 통해서 실제로 검증

2. DES(1)

Data Encryption Standard 1972 년 , LUCIFER[FEIS 73] 를 기반으로 IBM 개발 1977 년 , NIST 에 의거 미국정부 암호 표준으로 채택 및

5 년마다 검증 64 비트 단위 블록 암호 , 56 비트 키 16 라운드 반복 , 비선형 요인 (S-box) 개인키 사용하여 데이터를 암호화하는 방법 72 천조 개 이상의 암호 키가 사용되는 것이 가능 송신자와 수신자 둘 모두는 동일한 개인 키를 알고 , 사용

2. DES(2) DES building block

RoundFunction

KeyScheduling

Plaintext

Ciphertext

Key

……

2. DES(3) Encryption(left), Decryption(right)

R15 k16 L15

Initial Permutation

f

f

f

f

IP-1

L0 k1 R0

L14 k15 R14

L2 R2

R1 k2 L1

L16 R16

R16 L16

f

f

f

f

Initial Permutation

IP-1

R16 k16 L16

L15 k15 R15

R14 L14

R2 k2 L2

L1 k1 R1

R0 L0

L0 R0

2. DES(4) DES 의 Round (1 Round)

Plaintext(64)

IP

f(R0, K1)

R1(32)L1(32)

L0(32) R0(32)

PC-2

Key(64)

PC-1

Key(56)

C0(28)

좌 Shift

C1(28)

D0(28)

좌 Shift

D1(28)

좌 Shift

C2(28)

좌 Shift

D2(28)

48

56SubKey

Ri = Li-1 f ( Ri-1 , Ki )Li = Ri-1

2. DES(5)

Key Transformation

Shift

C

Shift

D

+

PC-2

28 28

56

48

SubKey

2. DES(6)

암호화 함수 f(Ri-1, Ki) 의 계산

Ri-1(32)

확장순열 E

Ri-1(48)

Ki(48)

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8

순열함수 P(32)

Ri = f (Ri-1, Ki)(32)

2. DES(7)

암호화 함수 (S-Box) S1 부터 S8 까지의 8 개의 Box 로 구성됨6 비트를 입력으로 받아 4 비트를 출력하는 표 작성

0 1 1 0 1 1S1 입력비트

1 2 3 4 5 6

S-Box 출력비트

S-Box 의 행 결정 : 1 번째 비트 , 6 번째 비트

S-Box 의 열 결정 : 2, 3, 4, 5 번째 비트

0 1 0 1

1 2 3 4

MSB LSB

2. DES 알고리즘 내부구조

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])    1 주 : 프로젝트 주제 선정 및 수행계획 수립 2 주 ~ 3 주 : 알고리즘 설계 4 주 : 시뮬레이션을 통해서 작동여부를 확인 5 주 : Training Kit 를 통해 검증