密碼算法SMS4的硬件實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化建設(shè)進(jìn)程，信息安全問題越來越得到關(guān)注。而密碼技術(shù)作為信息安全技術(shù)的核心，對它的研究就變得重要而迫切。本文主要介紹了國內(nèi)官方公布的第一個商用密碼算法，SMS4分組密碼算法，詳細(xì)分析了該算法的架構(gòu)。根據(jù)不同的加密模式提出了實(shí)現(xiàn)該算法的幾種硬件架構(gòu)：全循環(huán)架構(gòu)、循環(huán)展開架構(gòu)、流水線架構(gòu)、循環(huán)展開和流水線的結(jié)合架構(gòu)。在此基礎(chǔ)上給出了幾種FPGA實(shí)現(xiàn)方案：(1)全循環(huán)實(shí)現(xiàn)；(2)高速流水線實(shí)現(xiàn)；(3)高速引擎實(shí)現(xiàn)。

2、 根據(jù)SMS4算法自身的特點(diǎn)(32輪的循環(huán)迭代)，采用全循環(huán)實(shí)現(xiàn)。該方案，占用面積小，前后加/解密數(shù)據(jù)塊之間沒有相關(guān)性，能夠應(yīng)用于反饋加密模式，如CBC、CFB、OFB模式。但每組數(shù)據(jù)需進(jìn)過32輪的迭代算法，數(shù)據(jù)吞吐量小，算法速度相對較慢。 在數(shù)字電路中為了加快數(shù)據(jù)的運(yùn)行速度，流水線是最常見的方式。該方式使得幾組數(shù)據(jù)同時在運(yùn)行，大大加快了運(yùn)算速度。但占用面積比較大，差不多是全循環(huán)實(shí)現(xiàn)的32倍，因?yàn)檎麄€實(shí)現(xiàn)包括32個輪次的Fe