AES（高级加密标准）是一种广泛使用的对称密钥加密算法，被公认为是安全、高效且易于使用的加密方法。自2001年美国国家标准技术局（NIST）发布以来，AES在许多场合取代了其前身DES算法，成为了数据加密的新标准。AES算法以其高效性、灵活性和安全性特点，在金融、军事、通信等行业得到了广泛应用。
由于AES算法本身是计算密集型的，所以硬件加速成为了提升其加解密性能的一个重要手段。FPGA（现场可编程门阵列）作为一种灵活的硬件平台，在实现 AES 加解密硬核方面具有独特的优势，能够提供比传统CPU更高性能和效率的加密速度。
全流水线是一种在硬件设计中广泛采用的技术，用于提升数据处理的吞吐率。在AES硬件核设计中采用全流水线结构，意味着算法的不同部分可以并行处理，这样可以在每个时钟周期内输出一个加密块，大大提高了处理速度。
在深入分析AES算法的基础上，设计者提出了一个基于FPGA的AES全流水硬件核设计模型。这种设计模型中，通过优化数据块的处理方式和轮运算的硬件结构，有效提升了AES硬核的计算性能。该模型在Altera公司的EP4CE40F23C6 FPGA上进行硬件实现，得到的AES硬核能在310MHz的工作频率下运行，拥有9.92Gbps的计算吞吐率，同时硬件资源消耗为6413个逻辑单元（LE）和80个M9K存储块。
此外，随着加密需求的不断增加，对于AES硬件核的研究不仅限于其加解密性能的提升，还包括对功耗的优化、可扩展性和安全性等方面的考量。硬件加速的AES加密核心具有更高的性能，同时降低了功耗，使得在需要高速加密通信的场景下，例如云计算和大数据处理，FPGA实现的AES加密核显得尤为适用。
从引言中可以看出，AES的硬件实现是一个持续发展的研究领域。自2000年起，不同的研究者和组织不断改进AES硬件实现的性能，从最初的331.5Mbps到后来的1.604Gbps，再到本文所述的9.92Gbps，可见其性能有着显著的提升。这些研究的进展，不仅提高了AES硬核的计算性能，也验证了在FPGA上实现AES加密硬核的可行性和高效性。
基于FPGA的AES核设计是一个结合了高性能、高效率和灵活性的先进技术，不仅具有重要的理论研究价值，还具有广泛的应用前景，特别是在那些对加密性能有极高要求的领域。随着硬件技术和设计方法的不断进步，未来基于FPGA的AES核设计有望达到更高的性能水平，并在更多领域得到应用。
