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随着现代技术的飞速发展，社会的信息化应用不断向前推进。互联网，通信和计算机系统的开放程度越来越高，在高度互联的通信和计算机系统中，维护信息安全，建立安全可靠的电子信息网络，无论对国家还是对个人都是非常重要的。
维护信息安全，意味着我们要通过加密的方法对客户的有关信息如密码、合同等加以保护，使之不被盗取或篡改。而当客户提出服务申请时，必须对客户身份的合法性、报文的完整性进行确认，防止非法复制程序代码和重要数据，避免数据或代码被非法修改，保护电子交易。
哈希函数作为单向散列函数，具有很好的加密特性。哈希加密在身份验证和数据完整性，以及网络信息安全方面得到了较好的应用和实现。譬如:软件代码保护、软件授权和升级管理、配件识别和电子标签、网上身份识别、电子钱包、数据传输和媒体文件的加解密，以及DVB、STB和CMMB的条件接受系统等应用。基于哈希加密验证的原理，研发出了哈希安全器件，能够防止信息泄露和篡改，从低成本的角度保护用户的数据安全。
本文首先分析了数字安全加密算法的发展及其在相关信息安全领域中的应用情况，接着详细阐述了SHA1、SHA256、SHA384、SHA512等系列算法的分类，原理和计算过程，并进行了比较。接下来基于硬件开发环境和相关编程语言，从硬件角度选择并实现了SHA256加密算法，同时运用循环展开，预计算等方法，对算法优化进行了讨论。通过Modelsim仿真，ISE综合验证以及相关数据的分析对比，对算法优劣进行了评价和总结。
接下来从系统的角度，提出了带SHA-256引擎的1K位安全存储器EEPROM的架构。其中分析了I2C协议，EEPROM各部分寄存器功能，并对安全器件的工作原理和数据读写、计算、双向质询、验证过程进行了讨论和研究。最后采用VerilogHDL对各个功能模块进行行为级建模，通过Modelsim仿真，结果表明该安全器件的结构、功能满足设计要求。