加密算法面积与性能平衡优化研究-计算机应用研究.PDF

第 卷第 期 计 算 机 应 用 研 究 年 月 加密算法面积与性能平衡优化研究 李浪 邹 李仁发 衡阳师范学院计算机科学系 湖南衡阳 湖南大学信息科学与工程学院 长沙 聚落 文化遗产数字化技术与应用湖南省重点实验室 湖南衡阳 摘要 密码是目前主流应用的加密算法研究了在面积优化的同时兼顾加密速度的解决方法 根据字节 代换的要求和特点 盒变换采用 位的空间预存储置换表通过 查表效率即可实现变换 将伽罗华域上所有元素的两倍先存储在一张表格中相应运算只需要通过查表和相加就可以完成避免了有限 域的乘法运算有效减少了运算次数 密钥扩展是独立于加密算法本身的一个特殊模块采用上升沿有效的时 钟控制密钥生成方法在生成密钥的同一个时钟周期下降沿进行密钥传递减少了系统延时增强了并行性使 得面积优化后的 加密效率更高吞吐量更大 通过计数器控制加密函数调用的轮数使得每个模块能多次 被调用从而使得加密芯片面积减少 实验表明在 上优化后的加密模块所占用面积为 相比优化之前的 占用面积减少了将近一半 关键词 算法 面积优化 高性能 实现 中图分类号 文献标志码 文章编号 密码算法的硬件面积优化设计是一个重要的研究方 引言 向 考虑在芯片流片前设计的灵活性保证流片的成功率 随着物联网的深入应用如何在资源约束的小面积智能卡 已是芯片验证设计的主要硬件验证平台 文献 在 上优化实现传统密码算法成为重要的研究课题 算法是 年对 核发设计实现了 的吞吐率文献 在 目前的主流加密算法 对 算法的面积进行优化同时又平 年将 加密速率提升到 文献 在 衡其加密速度具有重要意义 年将这一速率设计达到 开发小组 在同一年 算法的密钥长度有 和 三种但目前 使用二级流水线的设计方式使 核加密吞吐率达到 密钥长的 算法应用最广泛 本文以密钥和分组 的处理能力 韩津生等人 把 算法的吞吐率提高 长度为 的 加密算法为研究对象对其优化实现减 到了 李田田等人 把 的速度优化提高到 少其资源的面积占用同时运行效率不降低使 算法能有 文献 也在 优化方面做了许多研究 效应用于资源约束的智能卡上 工作