1. 研究目的与意义
ChaCha20/Poly1305 认证加密算法是 TLS 1.3 标准中允许的三大密码学套件之一， 被广泛应用于工业控制、边缘网关等领域。
ChaCha20/Poly1305是Google所采用的一种新式加密算法，性能强大，在CPU为精简指令集的ARM平台上尤为显著（ARM v8前效果较明显），在同等配置的手机中表现是AES的4倍（ARM v8之后加入了AES指令，所以在这些平台上的设备，AES方式反而比chacha20/Poly1305方式更快，性能更好），可减少加密解密所产生的数据量进而可以改善用户体验，减少等待时间，节省电池寿命等。
谷歌选择了ChaCha20和伯恩斯坦的Poly1305消息认证码取代过去一直在互联网安全领域使用的基于OpenSSL的RC4密码，谷歌最初是为了保证能够在Android手机上的Chrome浏览器和谷歌网站间的HTTPS（TLS/SSL）通讯。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题： （1）ChaCha20 ChaCha 系列流密码，作为 salsa 密码改良版本，具有更强的抵抗密码分析攻击的特性，20 表示该 算法有 20 轮的加密计算。
由于是流密码，故以字节为单位进行加密，安全性的关键体现在密钥流生成的过程，即所依赖的 伪随机数生成器（PRNG）的强度，加密过程即是将密钥流与明文逐字节异或得到密文，反之，解密 是将密文再与密钥流做一次异或运算得到明文。
（2）Poly1305 Poly1305 消息认证码的输入为 32 字节（256bit）的密钥和任意长度的消息比特流，经过一系列计 算生成 16 字节（128bit）的摘要。
3. 国内外研究现状（文献综述）
如今，互连的智能设备，通常被称为 "物联网"设备，由于几乎无穷无尽的应用，其数量正在大规模增长，并迅速成为日常生活的一部分，比如说可穿戴技术、智能建筑或健康监测设备。
物联网设备通常基于资源紧张的嵌入式处理器，如ARM Cortex-M处理器系列，并配备了传感和短程通信能力，如蓝牙低能量（BLE）模块。
这些设备通常从其传感器中收集社会和环境（潜在的敏感）数据，并通过物联网-互联网网关将其发送到位于互联网云中的远程服务器。
4. 研究方案
设计方案： (1) 充分调研 ChaCha20/Poly1305 算法硬件结构设计的相关研究工作，输出文献综 述；(2) 以低开销、高效率为设计目的，设计 ChaCha20/Poly1305 算法硬件电路结构； (3) 采用 Verilog HDL 描述 ChaCha20/Poly1305 硬件电路结构算法，完成功能验证； (4) 在 Xilinx/Intel FPGA 开发板上实现，完成板级验证； (5) 分析实现结果，输出实验报告。
在 TLS 握手的过程中，对称加密就是通过非对称加密算法得到的对称加密密钥。
通俗的讲，就是加密（encryption）与解密（decryption）过程中使用相同的密钥。
5. 工作计划
2022-2022-1 学期： 第 15-16 周：完成选题，查阅相关中英文资料。
第 17 周：与导师沟通进行课题总体规划。
第 18-19 周：导师下发的毕业设计（论文）任务书，学生根据导师的要求进行外文翻译，列出开 题报告大纲，进行开题报告的撰写。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
