CN115795522B

CN115795522B - 多核并发的高速密码引擎数据处理方法及装置

Info

Publication number: CN115795522B
Application number: CN202310084437.7A
Authority: CN
Inventors: 刘曼; 张奇惠; 董文强
Original assignee: Guangzhou Wise Security Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Wise Security Technology Co Ltd
Priority date: 2023-02-09
Filing date: 2023-02-09
Publication date: 2023-05-30
Anticipated expiration: 2043-02-09
Also published as: CN115795522A

Abstract

本发明实施例公开了一种多核并发的高速密码引擎数据处理方法及装置，该方法包括：对每个运算处理单元创建一个数据处理队列，所述数据处理队列用于存储待加密数据，所述运算处理单元用于根据配置的加密算法和加密密钥进行所述待加密数据的加密运算处理；每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数；基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同；基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制。本方案，实现了数据的高速处理，显著提升了数据处理性能。

Description

多核并发的高速密码引擎数据处理方法及装置

技术领域

本申请实施例涉及安全芯片领域，尤其涉及一种多核并发的高速密码引擎数据处理方法及装置。

背景技术

随着数据安全性的重要程度逐步提升，对数据进行加密成为了当前主要的安全性保障措施。在数据加密过程中，通常会利用加密算法和加密密钥对待加密的数据进行加密后进行存储或发送，以保证存储的数据和链路传输数据的隐私性。在需要使用数据时，相应的进行解密处理。

随着网络带宽的提升，数据传输上限也有了大幅提升，相应的对传输数据的加密速度成为了限制数据高速传输的瓶颈之一。相关技术中，为了提升数据的加密处理速度，已经采用了一些加速处理的技术，如与主控处理器的连接使用PCI、PCI-e、MiniPCI等接口技术，实现高速的指令下发，然而对于待加密数据实现高速处理的技术并不常见，需要改进。

发明内容

本发明实施例提供了一种多核并发的高速密码引擎数据处理方法及装置，实现了数据的高速处理，显著提升了数据处理性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种多核并发的高速密码引擎数据处理方法，该方法包括：

对每个运算处理单元创建一个数据处理队列，所述数据处理队列用于存储待加密数据，所述运算处理单元用于根据配置的加密算法和加密密钥进行所述待加密数据的加密运算处理；

每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数；

基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同；

基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制。

可选的，所述对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数，包括：

获取所述数据处理队列对应的运算处理单元所配置的加密算法和加密密钥；

根据所述加密算法、所述加密密钥以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理参数。

可选的，所述根据所述加密算法、所述加密密钥以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理参数，包括：

根据所述加密算法和所述加密密钥的复杂度确定数据加密处理时间；

根据所述数据加密处理时间以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理完成时间。

可选的，所述基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，包括：

根据所述数据处理完成时间对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，数据处理完成时间越小，对应调整得到的权重值越大。

可选的，所述基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制，包括：

将权重值大于预设权重值的数据处理队列，进行第一数量的待加密数据的入队；

将权重值不大于所述预设权重值的数据处理队列，进行第二数量的待加密数据的入队，所述第一数量大于所述第二数量。

可选的，所述方法还包括：

在检测到运算单元的加密算法和加密密钥的配置事件的情况下，重新对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计。

可选的，所述方法还包括：

在检测到数据处理队列的权重值小于预设队列调整值时，为对应的运算处理单元创建另一个数据处理队列，以进行待加密数据的入队。

第二方面，发明实施例还提供了一种多核并发的高速密码引擎数据处理装置，包括：

队列创建模块，配置为对每个运算处理单元创建一个数据处理队列，所述数据处理队列用于存储待加密数据，所述运算处理单元用于根据配置的加密算法和加密密钥进行所述待加密数据的加密运算处理；

统计模块，配置为每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数；

调整模块，配置为基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同；

入队控制模块，配置为基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制。

第三方面，本发明实施例还提供了一种多核并发的高速密码引擎数据处理设备，该设备包括：

一个或多个处理器；

存储多核并发的高速密码引擎数据处理装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例所述的多核并发的高速密码引擎数据处理方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行本发明实施例所述的多核并发的高速密码引擎数据处理方法。

第五方面，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序存储在计算机可读存储介质中，设备的至少一个处理器从计算机可读存储介质读取并执行计算机程序，使得设备执行本申请实施例所述的多核并发的高速密码引擎数据处理方法。

本发明实施例中，通过对每个运算处理单元创建一个数据处理队列，所述数据处理队列用于存储待加密数据，所述运算处理单元用于根据配置的加密算法和加密密钥进行所述待加密数据的加密运算处理；每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数；基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同；基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制，通过设置多个数据处理队列的方式，实现数据的并行处理，同时针对每个数据处理队列基于统计结果进行相应的入队控制，实现了数据的高速处理，显著提升了数据处理性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种多核并发的高速密码引擎数据处理方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种确定数据处理参数的方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种基于加密算法和加密密钥以及存储数据长度确定数据处理参数的方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的一种基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制的方法流程图；

图5为本申请实施例提供的另一种多核并发的高速密码引擎数据处理方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的一种包含队列创建的多核并发的高速密码引擎数据处理方法的流程图；

图7为本发明实施例提供的一种多核并发的高速密码引擎数据处理装置的结构框图；

图8为本发明实施例提供的一种多核并发的高速密码引擎数据处理设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种多核并发的高速密码引擎数据处理方法的流程图，本申请一实施例方案具体包括如下步骤：

步骤S101、对每个运算处理单元创建一个数据处理队列，所述数据处理队列用于存储待加密数据，所述运算处理单元用于根据配置的加密算法和加密密钥进行所述待加密数据的加密运算处理。

在一个实施例中，采用多核心处理器的架构进行处理。其中，每个处理器作为一个运算处理单元，可单独的进行数据的加密和解密。可选的，对每个运算处理单元分别创建一个数据处理队列，该数据处理队列用于存储待加密数据，即将待加密数据添加至该数据处理队列中，以等待运算处理单元的加密处理。其中，每个运算处理单元各自配置有对应的加密算法和加密密钥，可选的，每个运算处理单元配置的加密算法和加密密钥均不相同，在进行待加密数据的加密处理时，利用配置的加密算法和加密密钥对待加密数据进行加密。

步骤S102、每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数。

在一个实施例中，每隔预设时间，进行一次数据处理队列的数据处理情况的统计，得到对应的数据处理参数。其中，该预设时间示例性的可以是1秒或5秒，或者其它设置的数值。

可选的，图2为本申请实施例提供的一种确定数据处理参数的方法的流程图，给出了一种具体的对每个所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数的方法，其中，包括：

步骤S1021、获取所述数据处理队列对应的运算处理单元所配置的加密算法和加密密钥。

其中，每隔运算处理单元预先对应配置有加密算法和加密密钥。

步骤S1022、根据所述加密算法、所述加密密钥以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理参数。

在一个实施例中，确定数据处理参数时，基于每个数据处理队列各自的加密算法、加密密钥和当前统计时刻的数据处理队列的存储数据长度计算得到。其中，该数据处理队列的存储数据长度可以是数据队列的缓存数据大小。

可选的，图3为本申请实施例提供的一种基于加密算法和加密密钥以及存储数据长度确定数据处理参数的方法的流程图，如图3所示，具体包括：

步骤S10221、根据所述加密算法和所述加密密钥的复杂度确定数据加密处理时间。

在一个实施例中，不同的加密算法以及加密密钥的不同，相应的通过该加密算法以及加密密钥对待加密数据进行加密的数据加密处理时间不同。具体的，不同的加密算法以及加密密钥的数据加密处理时间可以在测试阶段通过数据测试得到，如针对加密算法a以及加密密钥a1，其数据加密处理时间为x1 Kb/s；针对加密算法a以及加密密钥a2，其数据加密处理时间为x2 Kb/s；针对加密算法b以及加密密钥b1，其数据加密处理时间为y1 Kb/s。此时，在确定某一数据处理队列的数据加密处理时间时，可根据当前配置的加密算法和加密密钥以及测试时的数据加密处理时间，得到该数据处理队列的数据加密处理时间。

步骤S10222、根据所述数据加密处理时间以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理完成时间。

在一个实施例中，得到数据加密处理时间后，将数据处理队列的存储数据长度（缓存数据的大小）除以该数据加密处理时间得到据处理完成时间。

步骤S103、基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同。

在一个实施例中，得到数据处理参数后，基于该数据处理参数对数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同，如都设置为1。可选的，根据所述数据处理完成时间对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，数据处理完成时间越小，对应调整得到的权重值越大。后续，针对权重值越大的数据处理队列进行更多数据的入队控制处理。

可选的，每隔预设时间进行一次统计后，相应的进行一次权重值的调整，如第一次统计时，假设从共有5个数据处理队列，将数据处理时间排序靠前的前两个数据处理队列的权重值分别加1，排序最靠后的两个数据处理队列的权重值分别减一，排序中间的保持不变；后续统计完成后依据该种权重值调整方式进行再次调整。

步骤S104、基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制。

在一个实施例中，通过对数据处理队列的权重进行调整后，依据数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制。可选的，如图4所示，图4为本申请实施例提供的一种基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制的方法流程图，其中，包括：

步骤S1041、将权重值大于预设权重值的数据处理队列，进行第一数量的待加密数据的入队。

步骤S1042、将权重值不大于所述预设权重值的数据处理队列，进行第二数量的待加密数据的入队，所述第一数量大于所述第二数量。

具体的，该预设权重值可以是3，具体的第一数量和第二数量的大小可以任意设置，或者为倍数关系，如第一数量为第二数量的2倍。如假定当前有3个数据处理队列，针对第一个数据处理队列采用第一数量入队，针对第二、第三数据处理队列采用第二数量入队，在进行入队分配时，第一数据处理队列每次入队2个待加密数据，第二、第三数据处理队列每次入队1个待加密数据。

由上述可知，通过对每个运算处理单元创建一个数据处理队列，所述数据处理队列用于存储待加密数据，所述运算处理单元用于根据配置的加密算法和加密密钥进行所述待加密数据的加密运算处理；每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数；基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同；基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制，通过设置多个数据处理队列的方式，实现数据的并行处理，同时针对每个数据处理队列基于统计结果进行相应的入队控制，实现了数据的高速处理，显著提升了数据处理性能。

图5为本申请实施例提供的另一种多核并发的高速密码引擎数据处理方法的流程图，如图5所示，具体包括：

步骤S201、对每个运算处理单元创建一个数据处理队列，所述数据处理队列用于存储待加密数据，所述运算处理单元用于根据配置的加密算法和加密密钥进行所述待加密数据的加密运算处理。

步骤S202、每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数。

步骤S203、基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同。

步骤S204、基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制。

步骤S205、在检测到运算单元的加密算法和加密密钥的配置事件的情况下，重新对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计。

在一个实施例中，除了每隔预设时间进行一次统计外，当检测到运算单元的加密算法和加密密钥的配置事件的情况下，重新对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计，具体统计方式参见前述解释部分，此处不再赘述。

图6为本申请实施例提供的一种包含队列创建的多核并发的高速密码引擎数据处理方法的流程图，如图6所示，具体包括：

步骤S301、对每个运算处理单元创建一个数据处理队列，所述数据处理队列用于存储待加密数据，所述运算处理单元用于根据配置的加密算法和加密密钥进行所述待加密数据的加密运算处理。

步骤S302、每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数。

步骤S303、基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同。

步骤S304、基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制。

步骤S305、在检测到数据处理队列的权重值小于预设队列调整值时，为对应的运算处理单元创建另一个数据处理队列，以进行待加密数据的入队。

在一个实施例中，通过对数据处理队列的权值进行调整时，在检测到数据处理队列的权重值小于预设队列调整值时，示例性的，该预设队列调整值可以是-3，意味着当前的数据处理队列产生了数据处理拥塞，为对应的运算处理单元创建另一个数据处理队列，以进行待加密数据的入队。

图7为本发明实施例提供的一种多核并发的高速密码引擎数据处理装置的结构框图，该多核并发的高速密码引擎数据处理装置用于执行上述数据接收端实施例提供的多核并发的高速密码引擎数据处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图7所示，该多核并发的高速密码引擎数据处理装置具体包括：

队列创建模块101，配置为对每个运算处理单元创建一个数据处理队列，所述数据处理队列用于存储待加密数据，所述运算处理单元用于根据配置的加密算法和加密密钥进行所述待加密数据的加密运算处理；

统计模块102，配置为每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数；

调整模块103，配置为基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同；

入队控制模块104，配置为基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制。

由上述方案可知，通过对每个运算处理单元创建一个数据处理队列，所述数据处理队列用于存储待加密数据，所述运算处理单元用于根据配置的加密算法和加密密钥进行所述待加密数据的加密运算处理；每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数；基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，其中，每个所述数据处理队列的初始权重相同；基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制，通过设置多个数据处理队列的方式，实现数据的并行处理，同时针对每个数据处理队列基于统计结果进行相应的入队控制，实现了数据的高速处理，显著提升了数据处理性能。其中，各个模块对应执行的功能示例性的如下：

在一个可能的实施例中，所述对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数，包括：

在一个可能的实施例中，所述根据所述加密算法、所述加密密钥以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理参数，包括：

在一个可能的实施例中，所述基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，包括：

在一个可能的实施例中，所述基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制，包括：

在一个可能的实施例中，所述方法还包括：

图8为本发明实施例提供的一种多核并发的高速密码引擎数据处理设备的结构示意图，如图8所示，该设备包括处理器201、存储器202、输入装置203和输出装置204；设备中处理器201的数量可以是一个或多个，图8中以一个处理器201为例；设备中的处理器201、存储器202、输入装置203和输出装置204可以通过总线或其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。存储器202作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的多核并发的高速密码引擎数据处理方法对应的程序指令/模块。处理器201通过运行存储在存储器202中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的多核并发的高速密码引擎数据处理方法。输入装置203可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置204可包括显示屏等显示设备。

本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种多核并发的高速密码引擎数据处理方法，该方法包括：

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明实施例可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器（Read-Only Memory, ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory, RAM）、闪存（FLASH）、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务，或者网络设备等）执行本发明实施例各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述多核并发的高速密码引擎数据处理装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。

在一些可能的实施方式中，本申请提供的方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在计算机设备上运行时，所述程序代码用于使所述计算机设备执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的方法中的步骤，例如，所述计算机设备可以执行本申请实施例所记载的多核并发的高速密码引擎数据处理方法。所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合实现。

注意，上述仅为本发明实施例的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明实施例不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明实施例的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明实施例构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明实施例的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.多核并发的高速密码引擎数据处理方法，其特征在于，包括：

基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制；

其中，所述对每个所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数，包括：

根据所述加密算法、所述加密密钥以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理参数；

其中，所述根据所述加密算法、所述加密密钥以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理参数，包括：

2.根据权利要求1所述的多核并发的高速密码引擎数据处理方法，其特征在于，所述基于所述数据处理参数对所述数据处理队列的权重进行调整，包括：

3.根据权利要求2所述的多核并发的高速密码引擎数据处理方法，其特征在于，所述基于每个所述数据处理队列调整后的权重值进行待加密数据的入队控制，包括：

4.根据权利要求1-3中任一项所述的多核并发的高速密码引擎数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求1-3中任一项所述的多核并发的高速密码引擎数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.多核并发的高速密码引擎数据处理装置，其特征在于，包括：

统计模块，配置为每隔预设时间，对所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数，所述对每个所述数据处理队列的数据处理情况进行统计得到数据处理参数，包括：获取所述数据处理队列对应的运算处理单元所配置的加密算法和加密密钥，根据所述加密算法、所述加密密钥以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理参数，所述根据所述加密算法、所述加密密钥以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理参数，包括：根据所述加密算法和所述加密密钥的复杂度确定数据加密处理时间，根据所述数据加密处理时间以及当前所述数据处理队列的存储数据长度计算得到数据处理完成时间；

7.一种多核并发的高速密码引擎数据处理设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储多核并发的高速密码引擎数据处理装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一项所述的多核并发的高速密码引擎数据处理方法。

8.一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-5中任一项所述的多核并发的高速密码引擎数据处理方法。