基于ＦＰＧＡ的ＦＳＫ加密通信基于ＦＰＧＡ的ＦＳＫ加密通信基于ＦＰＧＡ的ＦＳＫ加密通信基于ＦＰＧＡ的ＦＳＫ加密通信摘要：主要介绍了二进制移频键控FSK通信过程中利用FPGA进行伪随机序列加密的实现方法。移频键控是信息传输中使用较早的一种调制方式,它具有实现容易,抗噪声与抗衰减性能较好的优点,在中低速数据传输中得到了广泛的应用。直接利用FPGA产生伪随机序列的方法可以为系统设计或测试带来极大的便利。给出了基于线性反馈移位寄存器电路,设计一种简洁的伪随机序列发生器的方法。这种方法所产生的随机序列不仅可具有极长的周期,而且还具有良好的随机特性。由于该伪随机序列可以被设计成任意长度,所以设计过程比较灵活。介绍了加密的设计理论、设计过程和硬件实现，该电路可进行下载生成实际电路,并应用到信息安全领域中。关键词：伪随机序列发生器；线性反馈移位寄存器；m序列；移频键控FSK中图分类号：TP309文献标识码：B文章编号：1004-373X(2009)05-078-03FSKEncryptionCommunicationBasedonFPGAYANGZiheng1,QIBin1,LIBo2(1.TheKeyLabofSignalandInformation,HEilongjiangUniversity,Harbin,150080,China;2.UniversityofScience&TechnologyofChina,HefEI,230026,China)Abstract：ThemethodofusingFPGAtoencryptpseudo-randomsequenceintheprocessofbinaryFrequencyShiftKeying(FSK)communicationisintroduced.FSK,whichisearlyusedintheinformationtransmission,hasmanyadvantagessuchasit′sconveniencetorealize,anti-noiseandanti-attenuation,soitiswidelyusedinmiddleandlow-speeddatatransmission.Now,asFPGAcanbedirectlyusedtogeneratepseudo-randomsequence.Ithasbecomeanindispensabletechnologyandbroughtgreatconveniencetosystemdesignortest.Inthispaper,asimplemethodofpseudo-randomsequencegeneratorbasedonthelinearfeedbackshiftregistercircuitisdesigned.Thismethodcannotonlyhasaextremlylongcycle,butalsohasgoodrandomproperties.Asthepseudo-randomsequencecanbedesignedtoanylength,sothedesignprocessturnouttobemoreflexible.Thedesigntheoryofencryption,designprocessandhardwareimplementationareintroduced.Thecircuitcanbedownloadedtogeneratetheactualcircuitwhichcanbeappliedtothefieldofinformationsecurity.Keywords：pseudo-randomsequencegenerator;linearfeedbackshiftregister;msequence;frequencyshiftkeying0引言随着技术的发展,上世纪90年代初期出现了FPGA(FieldProgrammableGateArray),这是一种比较复杂的可编程逻辑器件。就当时的情况而言,工程师们必须了解各种逻辑器件的特性,再将逻辑器件组合成电路图，一个简单的逻辑电路,也许需要数十个分散的TTL器件组合成的一块电路板。用VHDL语言完成需要的功能模块的设计和仿真是一种集多种优点于一身的方法,例如它的保密性强、资源占用量相对少等,因此对这种设计方法进行研究,并与其他设计方法进行比较,为以后自主研发产品做出了必要的准备。目前在数字电路设计中,FPGA发挥着越来越重要的作用。从简单的接口电路设计到复杂的状态机,甚至系统级芯片,FPGA所扮演的角色已经不容忽视。它的可编程特性带来了电路设计的灵活性,缩短了产品上市的时间［1］。随着网络的快速发展,信息安全越来越引起人们的关注，加密技术作为信息安全的利器,正发挥着重大作用。通过在硬件设备中添加加密功能,可使存储和传输的数据具有较高的安全性。传统的加密工作是通过在主机上运行加密软件实现的，这种方法除占用主机资源外,其运算速度较硬件加密要慢,密钥以明文的方式存储在程序中,或者以加密的方式存储在文件或数据库中,重要数据会在某一时刻以明文形式出现在计算机的内存或磁盘中,安全性较差［2］。而硬件加密是通过独立于主机系统外的硬件加密设备实现的,所有关键数据的存储、运算都通过硬件实现,不占主机资源、速度快、安全性较高。采用可编程逻辑门阵列FPGA具体实现加密功能,设计者自己可以对芯片内部单元进行配置,设计比较灵活,只需改变配置就可实现安全不同的功能,大大缩短了设计周期和开...