安全散列算法的FPGA的研究.pdfVIP

安全散列算法的FPGA研究 魏东梅李艳 西南科技大学绵阳621010 摘要：安全散列算法的运算位数与运算的轮数较多，用硬件实现需耗费大量的资源。本文提出采用一种将 寄存器时分复用的方式，并根据算法输入信号的特性来重新定义消息分组，能够节省FPGA资源，通过硬件 实现功能正确，并采用Ⅺ1i11)c 关键词：安全散列算法；数字签名：时分复用；消息分组 TheResearch0fSHAwIthFPGA LiYan WeiDongmei Southwest sciencc卸d Univers时of Technology，Mi卸yang，621010 to Abst隐cl：Duolhe of也ebns锄dtimesoflhcS姒，itneedalotofr船ourceswilhhardwa咒．IⅡtbis many p印er， we aTDMmode柚d t0 de纳eblockreneW．Itc蛆蛆veresourcesofFPGA tlle adopt Ac∞rd缸lg Very}Ii曲 delivcrs215Mb，sof simIlla虹oⅡwi血瑚delsiIn，it，s灿cti0Ⅱisrigllt．1t description她uage鸲des和input如d ofxm皿Vertexto XCVlooO proccssingthfoughputusing syⅡnlesi2e． Keywords：SHA；DSA；TDM；Block 1 引言 Hash hstihlteof 安全散列算法(SHA，secllre S诅ndards∞d 换，产生消息摘要，以供数字签名或者椭圆曲线数字签名算法进行签名。安全散列算法能有效地抵抗穷举攻 击Il】【2】。 由于安全散列算法参加的运算的变量较多，变量的位数较多(32位)，而且运算轮数多，如果用软件实 现．速度较慢：为了提高速度，硬件实现可以采用并行的处理方式，使速度得至Ⅱ提高，但却以耗费大量的硬 件资源作为代价，文献[3】通过缩短计算的关键路径提高了的计算速度，可以在不显著增加资源的情况下使得 算法的数据吞吐量大幅提高。本文在不影响算法速度的前提下，从节省资源入手，研究了以下两个方面。 1)根据SHA的结构，采用时分复用的原则，可以节省一定的逻辑资源。 2)根据算法中耗费硬件资源较多的多路选择器的输入信号所具有的特性，重新定义输入端口的信号， 节省了一定的逻辑资源。 ·556· 2安全散列算法的原理【4】 首先填充消息使其长度为一个比512的倍数仅少64位的数。填充方法为：附一个“1”在消息后面，后 接所要求的多个“0”，然后在其后附上“位的消息长度(填充前)。这两步的作用是使消息长度恰好是512 的整数倍，同时确保不同的消息在填充后不相『讯 五个变量初始化为： A=0=oxefcdab89C=0x98badcfeD=0=oxc3d2clf0 然后开始算法的主循环。它一次处理512位消息，循环的次数是消息中512位分组的数目。 先把这五个变量复制到另外的变量中：A到a，B到b，C到c，D到d，E到e。