面向嵌入式设备的轻量级AES加密通讯系统的设计与实现  被引量:5

Design and Implementation of a Lightweight AES Encrypted Communication System for Embedded Devices

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作  者:刘政 代培培 邢建平 孙启玉 刘玉峰 LIU Zheng;DAI Peipei;XING Jianping∗;SUN Qiyu;LIU Yufeng(School of Microelectronics,Shandong University,Ji’nan Shandong 250101,China;Shuifa Wisdom industry Group Limited,Ji’nan Shandong 250101,China)

机构地区:[1]山东大学微电子学院,山东济南250101 [2]水发智慧产业集团有限公司,山东济南250101

出  处:《电子器件》2023年第1期29-35,共7页Chinese Journal of Electron Devices

基  金:国家重点研发计划项目(2021YFB1407001);山东高速集团省级项目(2020BZ06-01)。

摘  要:针对嵌入式设备,基于128位AES加密算法提出了一种基于软件的轻量化实现方案,利用T型查找表存储方案,将AES加密算法中字节替代、行移位和列混合操作转化成查表操作,并优化内存访问机制,使AES加密算法能够在有限的处理器速度、代码空间、能源使用的环境中运行。在Firefly-RK3399嵌入式开发板上进行了硬件实现,基于TCP/IP的套接字通讯方案,设计了轻量级AES加密通讯系统。采用32字节报文内容、128位的时间动态密钥,进行系统实验,结果表明较传统AES加密算法,在环境因素相同的情况下,所提方法在不降低安全性的同时,加解密速度可提升15.02%。A lightweight implementation scheme based on software is proposed for embedded devices according to 128-bit AES encryp-tion algorithm.By using T-type lookup table storage scheme,byte substitution,shiftrows and mixcolumns operations in AES encryption algorithm are transformed into lookup table operation,and the memory access mechanism is optimized to enable AES encryption algo-rithm to run in a limited processor speed,code space and energy use environment.The hardware implementation is carried out on Fire-fly-RK3399 embedded development board,and a lightweight AES encryption communication system is designed based on TCP/IP socket communication scheme.32-byte message content and 128-bit time dynamic key are used to perform system experiment.The results show that compared with the traditional AES encryption algorithm,the encryption and decryption speed of the proposed method can be in-creased by 15.02%without reducing security under the same environmental factors.

关 键 词:AES加密 套接字 嵌入式 轻量级 

分 类 号:TN929.5[电子电信—通信与信息系统]

 

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