HMAC-SHA256算法的VLSI結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的高速發(fā)展，當(dāng)下社會已經(jīng)進(jìn)入了信息化時(shí)代，人們交換信息共享信息的方式逐漸多樣化，但是信息傳輸?shù)墓残诺琅c計(jì)算機(jī)的存儲系統(tǒng)都是比較脆弱的，很容易受到非法攻擊，信息的丟失往往會造成很嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，所以信息在傳遞過程中的安全問題日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　加密和認(rèn)證是防止信息非法攻擊的有效手段，本文在介紹了SHA256和HMAC的算法結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對兩者的安全性做了詳細(xì)的分析。對比了SHA256、SHA1

2、、MD5等算法在抵抗生日攻擊和差分攻擊方面性能強(qiáng)弱，同時(shí)也比較了幾種算法的實(shí)現(xiàn)效率，最終選擇了SHA256算法作為HMAC的核心算法。文章分析了密鑰長度對HMAC安全性的影響，權(quán)衡了安全性和速度兩方面的因素最終確定了密鑰的長度。
　　通過對SHA256算法結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)了SHA256運(yùn)算單元的Wt預(yù)計(jì)算模塊，同時(shí)找到了SHA256運(yùn)算單元的關(guān)鍵路徑，并且采用了插入中間變量的方式使得關(guān)鍵路徑的中的加法運(yùn)算提前到上一個運(yùn)算周期，大大縮

3、短了SHA256運(yùn)算單元關(guān)鍵路徑的延時(shí)，提高了運(yùn)算效率。根據(jù)HMAC的算法結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文將電路結(jié)構(gòu)分為SHA256運(yùn)算模塊和HMAC算法控制模塊兩個層次來設(shè)計(jì)，使其既能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)SHA256的運(yùn)算也能實(shí)現(xiàn)HMAC的功能，應(yīng)用更加靈活。
　　在HMAC-SHA256的硬件設(shè)計(jì)工作完成后，使用了NCVerilog仿真器搭建仿真驗(yàn)證平臺，由黃金模型生成測試向量，對HMAC-SHA256的各個模塊進(jìn)行了全面的驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明HMAC-SH