CN112165388A - 基于sha3算法的可重构平台 - Google Patents

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魏敬和
杨锦江
朱敏
刘加林
刘德
高营
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Abstract

本申请涉及计算机技术领域，涉及一种基于SHA3算法的可重构平台。所述可重构平台包括：高级高性能总线AHB总线、数据交换模块以及至少两个可重构计算块BCU；所述数据交换模块用于实现所述至少两个BCU之间的数据交互；所述BCU包括支持所述SHA3算法的目标功能单元，所述目标功能单元用于将第一处理单元中的数据按照预设方向移动数值可变的目标位数。解决了现有技术中可重构平台的性能和灵活性交叉的问题，达到了提升SHA3算法的性能，保证了方案的灵活性的效果。

Description

基于SHA3算法的可重构平台
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，具体涉及一种基于SHA3算法的可重构平台。
背景技术
SHA-3（Secure Hash Algorithm 3，第三代安全散列算法）算法具有良好的安全性和实现性能，特别是与SHA-2完全不同的设计方式，可避免已有的攻击方式，而且能够提供SHA-2不具备的一些性能。SHA-3算法在迭代结构上采用的是Sponge结构（海绵函数），为算法提供了良好的实用性和可证明安全性。SHA-3有4个hash（哈希）函数，分别是SHA3-224，SHA3-256，SHA3-384，SHA3-512，后缀代表摘要的长度，如SHA3-256产生256-bit的摘要。SHA-3同时有2个可扩展输出函数，分别是SHAKE128和SHAKE256。可扩展输出函数可以扩展至任意需要的长度，后缀“128”和“256”代表加密强度，与hash函数的后缀含义不同。
在网络通信应用中，由于使用的安全协议众多，且通过协商决定其实际使用的密码算法，使得密码算法实现需要满足可重构的需求。通常摘要算法需要和分组、序列和公钥密码算法同时使用来保障通信数据的安全性。因此密码算法的实现具有可重构的需求。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于SHA3算法的可重构平台，以解决现有技术中的问题。
根据第一方面，本申请实施例提供了一种基于SHA3算法的可重构平台，所述可重构平台包括：高级高性能总线AHB总线、数据交换模块以及至少两个可重构计算块BCU；
所述数据交换模块用于实现所述至少两个BCU之间的数据交互；
所述BCU包括支持所述SHA3算法的目标功能单元，所述目标功能单元用于将第一处理单元中的数据按照预设方向移动数值可变的目标位数。
可选的，所述BCU还包括第二处理单元，所述第二处理单元中存储有所述目标位数。
可选的，所述预设方向为向右移动。
可选的，所述BCU中设置有支持所述SHA3算法的目标固件，所述目标固件包括明文存放的存储空间位置，摘要值输出的存储空间位置，算法的启动过程和算法的结束命令标志。
通过设计包括上述目标功能单元的基于SHA3算法的可重构平台，进而可以将处理单元中的数据按照预设方向移动数值可变的目标位数，解决了现有技术中可重构平台的性能和灵活性交叉的问题，达到了提升SHA3算法的性能，保证了方案的灵活性的效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的基于SHA3算法的可重构平台的结构示意图；
图2为本发明一个实施例提供的数据移位的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖 直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间 未构成冲突就可以相互结合。
请参考图1，其示出了一种基于SHA3算法的可重构平台的结构示意图，如图1所示，所述可重构平台包括： AHB（Advanced High Performance Bus，高级高性能总线）总线、数据交换模块（图中示为crossbar）以及至少两个BCU（Block Computing Unit，可重构计算块），图中以BCU有4个来举例说明；
所述数据交换模块用于实现所述至少两个BCU之间的数据交互；
所述BCU包括支持所述SHA3算法的目标功能单元，所述目标功能单元用于将第一处理单元中的数据按照预设方向移动数值可变的目标位数。所述预设方向为向右移动。并且，实际实现时，根据设计需要还可以为向左移动。
所述BCU还包括第二处理单元，所述第二处理单元中存储有所述目标位数。
比如，请参考图2，PE1中存储有所需移位的目标位数B，PE2中存储的数据A，则通过上述方案即可将数据A向右移位B位。
综上所述，通过设计包括上述目标功能单元的基于SHA3算法的可重构平台，进而可以将处理单元中的数据按照预设方向移动数值可变的目标位数，解决了现有技术中可重构平台的性能和灵活性交叉的问题，达到了提升SHA3算法的性能，保证了方案的灵活性的效果。
此外，结合图1，上述可重构平台还可以包括share_HW可扩展功能接口，通过设置share_HW可扩展功能接口使得可以连接其他设备，对此并不做限定。
此外，在上述实施例的一种可能的实现方式中，为了提升可重构平台的计算性能，上述BCU中设置有支持所述SHA3算法的目标固件，所述目标固件包括明文存放的存储空间位置，摘要值输出的存储空间位置，算法的启动过程和算法的结束命令标志。通过在上述目标固件中设置上述信息，使得可以根据需求实现明文信息的载入、算法的配置生成、摘要信息的输出等各种功能，也即可以通过该目标固件高效的调用，使得在加解密场景中可以高性能的计算。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种基于SHA3算法的可重构平台，其特征在于，所述可重构平台包括：高级高性能总线AHB总线、数据交换模块以及至少两个可重构计算块BCU；
所述数据交换模块用于实现所述至少两个BCU之间的数据交互；
所述BCU包括支持所述SHA3算法的目标功能单元，所述目标功能单元用于将第一处理单元中的数据按照预设方向移动数值可变的目标位数。
2.根据权利要求1所述的可重构平台，其特征在于，所述BCU还包括第二处理单元，所述第二处理单元中存储有所述目标位数。
3.根据权利要求1所述的可重构平台，其特征在于，所述预设方向为向右移动。
4.根据权利要求1至3任一所述的可重构平台，其特征在于，所述BCU中设置有支持所述SHA3算法的目标固件，所述目标固件包括明文存放的存储空间位置，摘要值输出的存储空间位置，算法的启动过程和算法的结束命令标志。
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庄德坤: "基于可重构的密码算法的设计与实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
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