TWI332158B - Method, computer program product, and system for excuting a message authentication code instruction in a computer system - Google Patents

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TWI332158B
TWI332158B TW095132760A TW95132760A TWI332158B TW I332158 B TWI332158 B TW I332158B TW 095132760 A TW095132760 A TW 095132760A TW 95132760 A TW95132760 A TW 95132760A TW I332158 B TWI332158 B TW I332158B
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Description

1332158 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係、關於電腦系統架構，特別是關於擴增IBM z/架 構之新指令，且其他架構可模擬該等新指令。 【先前技術】 在本發明之則，特別是六十年代迄今，透過許多天 才耘甲的努力，創造出名為系統360，IBM創造了一 種特殊架構，也就是主機（mainf_e)，因其對於計算系统 非常關鍵，故得名「主機」。主機之操作原理係透過描述指 2來說明機器之架構，該等指令可在該等指令的「主機」 貫施方案上執行。職發明家發明了該等指令，因其顯著 的改善了以「主機J為代表的計算機狀態’故一直以來， 因將°亥等才日令之重大貢獻，其被包括於IBM之操作原理中。 2〇〇〇年12月出版的「z/架構操作原理」第一版已成為公佈 之參考標準SA22-7832-00。 _吾人堅信，本文所述之進一步的新指令會有助於此項技 術，且該指令可被包含於z/架構機器中，此外，亦可在較 簡單的機器中模擬該等新指令。 【發明内容】 本發月之項目的係提供一種cpu同步、問題狀態的區 段式才曰々，其用以計算電腦系統之儲存器中的資料所用之 訊息認證碼。 t本發明之進-步目的係提供—種用於計算訊息認證碼之 指令，其在訊息認證碼之計算中使用密鑰。 PACNKWPO分割索申請書麵〇33·93〇„分割後中文說明書·〇麵意 本發明之進一步目的係提供一種用於計算訊息認證碼之 指令，其在計算用於複數個儲存位置中的資料之訊息認證 碼時使用鏈接操作之鏈接值。 【實施方式】 首先將論述計算訊息認證碼（COMPUTE MESSAGE AUTHENTICATION CODE ; KMAC)指令’然後將說明較佳 的電腦系統，以及替代性的電腦系統’該電腦系統用以模 擬不同架構之電腦系統，且其可執行該指令。 計算訊息認證碼（KMAC) 圖1以RRE指令格式說明計算訊息認證碼（KMAC)指令。 執行通用暫存器0中的函數碼所指定的函數。指令之16 至23位元以及R1攔位。 通用暫存器〇之位元位置57至63包含該函數碼。圖2顯示 所指定的函數碼。其他函數碼則未被指定。通用暫存器0 之位元56必須為0 ;否則將辨識到一規格例外。通用暫存器 〇之所有其他位元將被忽略。 通用暫存器1包含儲存器中參數區塊最左邊位元組之邏 輯位址。在24位元定址模式中’通用暫存器1之位元位置40 至63的内容構成該位址’而忽略位元位置0至39之内容。在 31位元定址模式中，通用暫存器1之位元位置33至63的内容 構成該位址，而忽略位元位置0至32之内容。 在64位元定址模式中，通用暫存器1之位元位置0至63的 内容構成該位址。 圖2顯示用於「計算訊息認證碼」之函數碼。
P:\CNK\AIPO分割案申請書\Ι〇〇〇33·93011分割後中文說明書_060901 .D0C 1332158 戶斤有其他函數碼則未被指定。查詢函數提供指示其他函 數可用性之構件。忽略通用暫存器R2與R2+1之内容。 對於所有其他函數，第二運算元係依照函數碼規定使用 參數區塊中的初始鏈接值來處理，且該結果取代該鏈接值。 操作亦使用參數區塊中的密鑰。操作進行至達到第二運算 疋位置末端或處理完CPU預定的位元組數目為止（以最先發 生的為準）。條件碼中指示該結果。 R2搁位指定通用暫存器之一奇偶對，且必須指定偶數數 目的暫存器；否則將辨識到一規格例外。 R2通用暫存器之内容指定第二運算元最左邊位元組之位 置。第一運算元位置中位元組的數目係在通用暫存器R2+1 中指定。 作為操作之一部分，通用暫存器R2中的位址遞增第二運 异70中處理的位元組數目，而通用暫存器R2 + 1中的長度則 遞減該相同數目。位址與長度之形成及更新係取決於定址 模式。 在24位元定址模式中，通用暫存器R2之位元位址40至63 的内容構成第二運算元之位址，且忽略該等内容；經更新 的位址之位元40至63取代通用暫存器尺―中對應的位元，忽 略經更新的位址之位元位置40中的進位，且將通用暫存器 R_之位元位置32至39的内容設定為〇。在31位元定址模式 中，通用暫存器R一之位元位址33至63的内容構成第二運算 元之位址，而忽略位元位置〇至32之内容；經更新的位址之 位元33至63取代通用暫存器尺―中對應的位元，忽略經更新
P.\CNK\AIPO分割案申請書\iooo33-93011分割後t文說明書-060901.DOC 的位址之位元位置33中的進位，且將通用暫存器R_之位元 位置32的内容設定為0。在64位元定址模式中，通用暫存器 R_之位元位置0至63的内容構成第二運算元之位址；經更新 的位址之位元0至63取代通用暫存器R_之内容，而忽略位元 位置0之進位。 在24位元及31位元定址模式中，通用暫存器R2+1之位元 位置32至63的内容均形成一 32位元無符號二進制整數，其 指定第二運算元中的位元組數目；而經更新的值取代通用 暫存器R2+1之位元位置32至63的内容。在64位元定址模式 中，通用暫存器R2 + 1之位元位置0至63的内容形成一 64位元 無符號二進制整數，其指定第二運算元中的位元組數目； 而經更新的值取代通用暫存器R2+1之内容。 在24位元或31位元定址模式中，通用暫存器R2及R2+1之 位元位置0至3 1的内容始終保持不變。 圖3顯示上述通用暫存器之内容。 在存取一暫存器模式中，存取暫存器1與R2分別指定包含 參數區塊及第二運算元之位址空間。 如同處理從第二運算元左端開始逐區塊地進行至右端一 樣獲得結果。當第二運算元中的所有來源位元組皆已得到 處理（稱之為正常完成）時，或當CPU預定的小於第二運算元 長度之數目的區塊得到處理（稱之為部分完成）時，該操作結 東。CPU預定的區塊數目取決於該模型，且每次執行指令 時可為不同的數目。CPU預定的區塊數目通常係非零值。 某些不尋常狀況下，此數目可為零，且條件碼3可設定為不
P:\CNlCUIPO分割索申請書\I00033-93011分割後中文說明書*060901.DOC 進步。然而，CPU會防範此無進步情形之無止境地重複發 生。 當鏈接值欄位重疊第二運算元之任何部分時，鏈接值欄 位中的結果將無法預測。 當依照通用暫存器R+1中之規定處理完第二運算元中的 位元組數目時，即發生正常完成。 若操作係因正常完成而結束，則設定條件碼0，且R2 + 1 中所得值係0。若操作係因部分完成而結束，則設定條件碼 3，且R2 + 1中所得值非零。 若第二運算元長度最初為零，則不會存取第二運算元及 參數區塊，不會改變通用暫存器R2與R2+1，且設定條件碼 0 ° 如其他CPU與通道程式之觀察，對參數區塊及儲存運算 元之參考可為多重存取參考，對該等儲存位置之存取不必 係阻止並行（block-concurrent)，且該等存取或參考之順序 係未定義的順序。 對於較該指令之單一執行中處理的為大的第二運算元之 部分，可報告存取例外；然而，對於在第二運算元長度以 外的位置，以及對於在目前處理的位置以外的超過4K位元 組之位置，將不會辨識存取例外。 函數說明所使用之符號 下文對「計算訊息認證碼」函數之說明將用到圖4及圖5 之符號。對於資料加密演算法（data-encryption-algorithm ; DEA)函數，忽略DEA密鑰之各位元組中的DEA-密鑰-同位 P:\CNK\AIPO分割案申請書\I00033-93f，ll分割後中文說明書460901.DOC - 10 - 1332158 位元，且操作正常進行，而不管該密鑰之DEA-密鑰同位。 有關資料加密演算法之進一步說明，請參閱美國資訊系 統國家標準ANSI-X3.92.1981「資料加密演算法」。 KMAC-Query(函數碼 0) 圖3顯示運算元之位置及指令所使用的位址。用於 KMAC-Query(查詢）函數之參數區塊具有圖6所示之格式。
參數區塊中儲存一 128位元狀態字元。此欄位之位元0至 127分別對應於KMAC指令之函數碼0至127。若一位元為1， 則對應的函數已安裝；否則，該函數未安裝。 當KMAC-Query函數之執行完成時，設定條件碼0;條件 碼3不適用於此函數。 KMAC-DEA(函數碼 1) 圖3顯示運算元之位置及指令所使用的位址。 用於KMAC-DEA函數之參數區塊具有圖7所示之格式。
利用參數區塊中的64位元密鑰及64位元鏈接值，使用 DEA演算法計算用於運算元2中的8位元組訊息區塊（Ml、 M2.....Μη)之訊息認證碼。 該訊息認證碼，亦稱為輸出鏈接值（output chaining value ; OCV)，係儲存於參數區塊之鏈接值棚位中。圖8顯 示KMAC-DEA操作。 KMAC-TDEA-128(函數碼 2) 圖3顯示運算元之位置及指令所使用的位址。 用於KMAC-TDEA-128函數之參數區塊具有圖9所示之格 式。 P:\CNKAAIPO分割案申請書M00033-93011分割後令文說明書·060901.ΙΧΧ： 11 利用參數區塊中的二個64位元密鑰以及64位元鏈接值， 使用TDEA演算法計算用於運算元2中的8位元組訊息區塊 (Ml、M2、…、Μη)之訊息認證碼。 該訊息認證碼，亦稱為輸出鏈接值（OCV)，係儲存於參 數區塊之鏈接值攔位中。圖10顯示KMAC-TDEA-128操作。 KMAC-TDEA-192(函數碼 3) 圖3顯示運算元之位置及指令所使用的位址。 用於KMAC-TDEA-192函數之參數區塊具有圖11所示之 格式。 利用參數區塊中的三個64位元密鑰以及64位元鏈接值， 使用TDEA演算法計算用於運算元2中的8位元組訊息區塊 (Ml、M2、…、Μη)之訊息認證碼。 該訊息認證碼，亦稱為輸出鏈接值（OCV)，係儲存於參 數區塊之鏈接值欄位中。圖12顯示KMAC-TDEA-192操作。 用於KMAC之特殊條件 若發生下列任一狀況，則將辨識到一規格例外而不會採 取任何其他動作： 1. 通用暫存器0之位元56非零。 2. 通用暫存器0之位元57至63指定一無符號或未安裝的 函數碼。 3 . R_欄位指定一奇數編號暫存器或通用暫存器0。 4.第二運算元長度非為該指定函數之資料區塊大小的倍 數（請參閱頁7-92上的圖式7-54以決定計鼻訊息認證碼函數 的貨料區塊大小）。 -12-
P:\CNK\A1P0分割案申請書M00033-93011分割後中文說明書*060901.DOC 所得條件碼： 0正常完成 3部分完成 程式例外： .存取（擷取、運算元2、密鑰；擷取與儲存、鏈接值） 操作（若未安裝訊息安全協助） •規格 程式注解： 1·通用暫存器〇之位元56保留用於未來的擴充，且應設定 為零。 2·田认疋條件碼3時，通常會更新分別位於通用暫存器尺2 "R2+1中的第二運算元位址與長度以及位 :的鍵接值，使程式可分支回到該指令，從而繼= 刼作。對於不尋常狀況，cpu會防範此無進步情形之 無止境地重複發生。因此，無論何時設定條件碼3，程 式均可安全地分支回到該指令，而不會暴露於無止境 的循環。 3’若第二運算元之長度最初非零錢定條件削，則如同 條件碼3’以相同方式更新暫存器；此情形下的鍵接值 係如此，以致額外的運算元可如同其係該相同鍵的一 部分一樣進行處理。 程式必須設定用於鏈接 4.於處理訊息之第一部分之前 PACNKUIPO分割案字請書鶴33-93〇时割後中文說明書侧〇1取 值攔位的初始值。為符合ANSIX9.90rx919，該初始 鏈接值應設定為全零（二進制）。 加密共處理器： ㈣具體實施例提供一加密共處理器，其可與本文說明 '起使用以執仃加密訊息並協助各種鏈接訊息任 :’採用該等鏈接訊息任務可對適當的指令進行鏈接與加 松使用。 圖14顯示吾人之加密共處理器，其直接附屬於一資料與 技：該資料路徑係通用微處理器上之所有内部執行單元& 共^資料路徑’該加密共處理器具有多個執行管線。微肩 理益内部®流排⑴係所有其他執行單元的共同匯流排，^ 係附屬於加密控制單元⑺，該控制單元注意該匯流排上肩 無應執行的處理器指令。 該加密控制單元提供一直接附屬於一資料路徑的加密另 處理器，該資料路徑係一通用微處理器上中央處理單元之 所有内部執行單元的共同資料路徑，該通用微處理器提供 用於該中央處理單元的可用硬體（E。... &，或其組合（在 具有多個執行管線之較佳具體實施例中））。若在命令暫存器 (3)中遇到加密指令，則控制單元（2)將從可用硬體中調用適 當的演算法。運算元資料係在該相同内部微處理器匯流排 上經由輸入FIFO暫存器（4)遞送。當一操作完成時，狀態暫 存器（6)中將設定一旗標，且可從輸出FIF〇暫存器（5)中讀出 結果。 所不本發明之較佳具體實施例係設計成可擴充以包括特 P:\CNK\AIFO分剔案申請書u〇〇〇33-93〇丨丨分割後夺文說明書_〇6〇9〇1〇〇〇 •14- 丄说158 定實施方案所需數目的 至輸人與輸出暫存二二(決於系統的性能目標)。 同。 β )之貝料路徑在所有引擎間皆為共 本發明較佳且艘香, , & οπ '、 J之加畨功能係實施於CPU上的執 硬體令，此實施方案使得啤叫及執行加密操作之潛 時較低，從而提高效率。 於頻繁執行許多加密操作，特別是僅 之潛時可大大增強通用處理器之能力。此：
方m速執行安全線上交易所涉及的程序之實施 万茶成為可能。俾塔始B 保。-線上父易安全的最普通方法涉及三個 々算法之集合。第一，宗管i —. 肩异法在一交談中僅使用一次，且可 在硬體或軟體中實旖，而甘 八他才呆作係隨著交談之每次交易 :調二：且利用本發明，呼叫外部硬體之潛時成本以及 執仃軟體中的演算法之時間成本均可消除。 圖15概念性顯示如何實施較佳具體實施例中吾人在主機 電腦中實施的方案，該主機電腦具有上述之微處理器，其 可有效地用於長位移設施電腦架構指令格式之商用實施方 案^ ’吾人已在1bm内部進行實驗證明。程式員，即如今 的「C」程式貞使用料指令。儲存職帽存的該等指令 格式可在Z/架構IB_服器中自㈣執行，或者亦可在執行 其他架構之機器中執行。在現有與未來的麵主機伺服琴 以及脑之其他機器（例如p系列飼服器及X系列飼服器）上 可模擬該等指令格式。該等指令格式可在執行Linux、使用 IBM、Inte卜AMD、Sun微系統及其他公司製造之硬體的各 PACMKVAIPO分割案申請書麵33侧丨分割後争文況明書獅〇丨纖 -15· 1332158 種機器上執行。除在z/架構下的硬體上執行外，亦可使用 UnUX以及使用 Hercules、UMX、FXI 或 Platform s〇luti〇ns 提供的模擬之機器，在該等機器上指令執行一般係在模擬 模式下進行。在模擬模式下，解碼經模擬之特定指令，並 且建立一子常式以實施該個別指令，如在一「c」子常式或 驅動益中，或其他一些提供用於特定硬體之驅動器的方法； 熟習本技術者在瞭解有關較佳具體實施例之說明後應可明 白該等方法。已有各種軟體及硬體模擬專利，包括（但不侷 限於）’ US 555 1013，Beausoleil等人之「用於硬體模擬之 夕重處理器及US 6009261，Scalzi等人之「預處理儲存 之目標常式以在目標處理器上模擬不相容指令」；&us 5574873，Davidian等人之「解碼客體指令以直接存取模擬 客體指令之模擬常式」；US 6308255，Gorishek等人之「用 於允卉非本機碼在系統中執行之共處理器支援之對稱多重 處理匯流排及晶片組J ;及US 6463582，Lethin等人之「用 於架構模擬之動態最佳化物件碼翻譯器及動態最佳化物件 碼翻譯方法」；及US 5790825，Eric Traut之「透過主機指 令之動態重新編譯以於主機電腦上模擬客體指令之方法」； 以及其他許多專利，說明在熟習本技術者可用的目標機器 上實現指令格式模擬以架構於不同機器上之各種熟知方 法’以及上述專利所用的商用軟體技術。 在較佳具體實施例中，現有用於非超純量指令之前長位 移私令格式藉由將基本暫存器與12位元無符號位移或基本 暫存器、索引暫存器及12位元無符號位移相加以形成運算 UIPO ^fJti^t\I00033-93011 1f-060901.DOC _ ., 元儲存位址，而新_ a必κ 、位移4令格式藉由將基本暫存器與20 位疋有符號位移或基本暫 督存器、索引暫存器及20位元有符 就位移相加以形成運算讀存位址。 如圖1 5所不，兮望社：人λ/ ^4扣令係在硬體中藉由處理器執行，或 错由軟體模擬該指令隼 7果以在具有不同的本機指令集之電腦 上執行。 二5中，#501顯示一包含指令與資料之電腦記憶體儲存 發月所描述之長位移指令最初係儲存於此電腦中。 ㈣顯示用於從電腦記憶體中棟取指令之機制，且亦可包 =其已操取的該等指令之本地緩衝。然後將該等原始指 “專送至指令解碼_，其決定所操取的指令之類型。 #504顯示用於執行指今 7之機制。此可包括將資料從記憶體 #501載入一暫存器、將資 貝科從一暫存态回存至記憶體、或 執行某種類型的算術戎襬轉4。& 珩次邏軏刼作。此欲執行的操作之確切 類型已在先前由指令解碼器決定。本發明所描述之長位移 指令將在此處執行。若該等長位移指令係在一電腦系統上 自然地執行’則此圖將如上述完成。然而，若在另一電腦 上模擬-包含長位移指令之指令集架構，則將在主電腦 ㈣上的軟體中實施上述程序。在此情形下，-般將上述 機制實施為模擬器軟體中的—或多個軟體次常式。二種情 形下，均將擷取、解碼並執行指令。 月 更特定言之，該等架構化指令可在具有現有指令格式（其 中12位元無符號位移係用以形成運算元儲存位址）之電腦 架構以及具有額外指令格式（其提供額外的位移位元，較佳 PACNKVAIPO分割案申請書獅033-93011分贱中文說明書〇6〇9〇i d〇c 1332158 為20位το)之電腦架構（其包含擴充的用以形成運算元儲存 位址之有符號位移）中使用。該等電腦架構化指令包含储存 於電腦儲存媒體中的電腦軟體，用以產生利用該電腦軟體 執行處理器之代碼’並且包含編譯器或模擬器/解譯器（其係 儲存於電腦儲存媒體5〇1中）所使用的指令碼其中該指令 碼之第—部分包含-操作碼，其指定欲執行的操作，第二 部分指定用於該參與之運算元。長位移指令允許使用長位 移設施指令直接定址額外的位址。 如圖15所不，該等指令係在硬體中藉由處理器執行，戋 藉由軟體模擬該指令集以在具有不同的本機指令集之電腦 上執行。 依據較佳具體實施例之電腦架構，位移攔位係定義為包 括二部分，最不重要的部分係12位元，稱為Dl，DL1用於 運算元1或DL2用於運算元2 ’而最重要的部分係8位元，稱 為DH，DH1用於運算元1或1)1^2用於運算元2。 此外，較佳電腦架構具有一指令格式，使得作業碼係在 位元位置0至7及40至47,稱為R1的目標暫存器係在位元位 置8至11，稱為X2的索引暫存器係在位元位置12至15，稱為 B2的基本暫存器係在位元位置16至19，一位移由二部分構 成，第一部分稱為DL2，係在位元位置2〇至3丨，而第二部 分稱為DH2，係在位元位置32至39。 此電腦架構具有一指令格式，使得作業碼係在位元位置〇 至7及40至47，稱為R1的目標暫存器係在位元位置8至11， 稱為R3的來源暫存器係在位元位置12至15，稱為B2的基本 P:\CNKAAIPO分割案申請書M00033-9301丨分割後中文說明書-06090丨.D0C -18- 1332158 暫存器係在位元位置16至19，一位移由二部分構成，第一 部分稱為DL2，係在位元位置2〇至31，而第二部分稱為DH2， 係在位元位置3 2至3 9。 此外’吾人之具有長位移設施的電腦架構具有一指令格 式，使得作業碼係在位元位置〇至7及4〇至47 ,稱為R1的目 標暫存器係在位元位置8至丨〗，稱為M3的遮罩值係在位元 位置12至15，稱為B2的基本暫存器係在位元位置16至19， 一位移由二部分構成，第一部分稱為DL2，係在位元位置 20至31 ’而第二部分稱為〇Η2，係在位元位置32至39。 如圖所示，吾人之具有長位移設施的較佳電腦架構具有 一指令格式，使得作業碼係在位元位置〇至7及4〇至47，稱 為12的中間值係在位元位置8至15，稱為82的基本暫存器係 在位元位置16至19，一位移由二部分構成，第一部分稱為 DL1，係在位元位置20至31，而第二部分稱為dhi，係在位 元位置32至39。 當使用僅利用具有新的20位元無符號位移之指令格式建 立的新指令時，吾人之長位移設施電腦架構能夠有效地操 作。 吾人之電腦架構的特定具體實施例利用現有指令，其具 有僅有12位元無符號位移之指令格式，但現在其係定義為 新的指令格式，當該位移之高階8位元（攔位DH)全為零時， 該新指令格式具有現有的12位元無符號位移值，而當該位 移之高階8位元（攔位DH)非零時，該新指令格式具有2〇位元 有符號位移值。 P:\CNK\AIP〇分割案申請書m〇〇〇33-930丨1分割後中文說明書-060卯丨D〇c; -19- 雖然上文已顯示並說明本發明之較佳具體實施例，但應 明白，本發明並不限於所揭示的精確結構，保留在隨附申 請專利範圍所定義之本發明的範疇内進行各種修改及變更 之權利。 【圖式簡單說明】 結合附圖閱讀以上對本發明之詳細說明，熟習此項技術 者應能明白本發明之上述及其他目的，其中： 圖1以RRE指令格式說明「計算訊息認證碼」（KMAC)指 令； 圖2之表顯示用於圖1之KMAC指令的函數碼； 圖3說明用於圖1之KMAC指令的通用暫存器指派； 圖4說明「Fit-Wise異或」所用的符號； 圖5說明用於DE A加密與解密之符號； 圖6說明用於KMAC-Query之參數區塊的格式； 圖7說明用於KMAC-DEA之參數區塊的格式； 圖8說明KMAC-DEA之操作； 圖9說明用於KMAC-TDEA-128之參數區塊的格式； 圖10說明KMAC-TDEA-128之操作； 圖11說明用於KMAC-TDEA-192之參數區塊的格式； 圖12說明KMAC-TDEA-192之操作； 圖13之表顯示KMAC之執行優先權； 圖14說明吾人之加密共處理器；以及 圖1 5顯示包含根據較佳具體實施例之指令及資料的電腦 記憶體儲存器以及用於擷取、解碼與執行該等指令之機制 ΡΛΟΝΚΧΑΙΡΟ分割案申請書M00033-93011分割後t文說明書·〇60901·ϋ(Χ： -20- 1332158 的一般性較佳具體實施例，其係位於採用該等架構化指令 之電腦系統上，或係用於該等架構化指令的模擬中。 【主要元件符號說明】 1 微處理器内部匯流排 2 加密控制單元 3 命令暫存器 4 輸入FIFO暫存器 5 輸出FIFO暫存器
6 狀態暫存器 7 輸入與輸出暫存器 501 電腦記憶體 502 指令擷取機制 503 指令解碼器 504 指令執行機制 505 主電腦
P:\CNK\AIP0分割案申請書M00033-930丨丨分割後中文說明書-060901.DOC -21 -

Claims (1)

1332158 竹年4月丨丨曰修正本 第095132760號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年6月） .十、申請專利範圍： 1. 一種用於執行一訊息認證碼指令於一電腦系統中之方 法，該方法包含： 自選自複數個功能碼之一先前定義功能碼訊息判定將 被執行之一訊息認證碼運算，該先前定義功能碼定義一 訊息認證碼產生運算或將被執行之一功能詢問運算中任 一者，其中該複數個功能碼包含一 KMAC-詢問運算、一 KMAC-DEA 64位元密鑰密碼運算、一 KMAC-Triple DEA 二64位元密鑰密碼運算或一 KMAC-Triple 64位元密鑰密 碼運算中任一者之一指示； 回應已判定之將被執行之該訊息認證碼運算為一訊息 認證碼產生運算、於一運算元上執行該訊息認證碼產生 運算，該訊息認證碼產生運算包含a)至b): a)計算用於使用一或多個密碼使用者密鑰及一 8位元 組鍵路值之一運算元之一訊息認證碼，該運算元包含一 或多個8位元組訊息區塊，其中該計算該訊息認證碼產 生一新的8位元組鍵路值；及 b) 儲存已產生之該新的8位元組鏈路值； 回應已判定之將被執行之該訊息認證碼運算為一功能 詢問運算，執行該功能詢問運算，該功能詢問運算包含 c)至 d): c) 對一或多個訊息認證功能之每一者判定該訊息認 證功能是否安裝於該電腦系統上以用於由一訊息認證碼 指令執行；及 114358-990611.doc 1332158 d)儲存一狀態字於記憶體内之一參數區塊，該參數 區塊具有由一第一通用暫存器所指定之一位址，該狀態 字包含一或多個狀態字位元，該一或多個狀態字位元之 每一者指示該一或多個訊息認證功能之一對應者係安裝 於該電腦系統上，該一或多個狀態字位元之每一者具有 對應於該對應訊息認證功能之該功能區域值之該狀態字 中之一位置。 2. 如請求項1之方法，其中計算一訊息認證碼進一步包 含： 獲取該一或多個密碼使用者密鑰； 獲取該8位元組鏈路值； X1)獲取該運算元之一 8位元組訊息區塊； x2)以該運算元之該8位元組訊息區塊對該鏈路值做 排除-或運算； x3)使用已獲取之該密碼使用者密鑰，藉由將已獲取 之密碼使用者密鑰直接應用於該排除-或運算之該結果直 接編譯該排除-或運算之該結果以產生一新的8位元組鏈 路值；及 對該運算元之相繼的8位元組訊息區塊重複xl )至x3)。 3. 如請求項1之方法，其中該訊息認證碼指令包含： 一運算碼區域；一 R2區域，該R2區域指定一第二通用 暫存器及一第三通用暫存器，該第二通用暫存器包含該 運算元之一位址，其中該第三通用暫存器指定該運算元 之一長度，其中進一步該先前定義功能碼係自一預定第 114358-990611.doc 1332158 四通用暫存器被獲取，及 其中該參數區塊包含該一或多個密碼使用者密鑰及該 8位元組鏈路值兩者。 4. 如請求項3之方法，進一步包含： 根據已執行的步驟内所處理的位元組數目藉由R2增加 該第二通用暫存器内包含之該運算元之該位址；及 根據已執行的步驟内所處理的位元組數目減少指定該 運算元之長度的該第三通用暫存器内包含之該運算元之 長度。 5. 如請求項1之方法，進一步包含： 回應在程序完結僅被執行於該運算元之一部分上之該 訊息認證碼運算，設定一部份完結條件碼值作為一條件 碼，該部分完結條件碼值指示該訊息認證碼運算尚未完 結；及 回應在程序完結已被執行於該運算元之全部上之該訊 息認證碼運算，設定一標準完全條件碼值作為一條件 碼，該標準完結條件碼值指不該訊息認證碼運算已完 結。 6. 如請求項2之方法，其中已獲取之該密碼使用者密鑰由 一 64位元密鑰、兩個64位元密鑰或三個64位元密鑰中之 任一者構成。 7. 一種用於計算一訊息認證碼指令於一電腦系統中之電腦 程式產品，該電腦程式產品包含： 一儲存媒體可由一處理電路讀取及儲存用於由該處理 114358-990611.doc 1332158 電路執行之指令，該處理電路用於執行一方法，該方法 包含： 自選自複數個功能碼之一先前定義功能碼訊息判定將 被執行之一訊息認證碼運算，該先前定義功能碼定義一 訊息認證碼產生運算或將被執行之一功能詢問運算中任 一者，其中該複數個功能碼包含一 KMAC-詢問運算、一 KMAC-DEA 64位元密鑰密碼運算、一 KMAC-Triple DEA 二64位元密鑰密碼運算或一 KMAC-Triple 64位元密鑰密 碼運算中任一者之一指示； 回應已判定之將被執行之該訊息認證碼運算為一訊息 認證碼產生運算、於一運算元上執行該訊息認證瑪產生 運算，該訊息認證碼產生運算包含a)至b): a) 計算用於使用一或多個密碼使用者密鑰及一 8位元 組鍵路值之一運算元之一訊息認證瑪，該運算元包含一 或多個8位元組訊息區塊，其中該計算該訊息認證碼產 生一新的8位元組鍵路值；及 b) 儲存已產生之該新的8位元組鏈路值； 回應已判定之將被執行之該訊息認證碼運算為一功能 詢問運算，執行該功能詢問運算，該功能詢問運算包含 c)至 d): c) 對一或多個訊息認證功能之每一者判定該訊息認 證功能是否安裝於該電腦系統上以用於由一訊息認證碼 指令執行；及 d) 儲存一狀態字於記憶體内之一參數區塊，該參數 114358-990611.doc 1332158 區塊具有由一第一通用暫存器所指定之一位址，該狀態 字包含一或多個狀態字位元，該一或多個狀態字位元之 每一者指示該一或多個訊息認證功能之一對應者係安裝 於該電腦系統上，該一或多個狀態字位元之每一者具有 對應於該對應訊息認證功能之該功能區域值之該狀態字 中之一位置。 8. 如請求項7之電腦程式產品，其中計算一訊息認證碼進 一步包含： 獲取該一或多個密碼使用者密鑰； 獲取該8位元組鏈路值； xl)獲取該運算元之一 8位元組訊息區塊； x2)以該運算元之該8位元組訊息區塊對該鏈路值做 排除-或運算； x3)使用已獲取之該密碼使用者密鑰，藉由將已獲取 之密碼使用者密鑰直接應用於該排除-或運算之該結果直 接編譯該排除-或運算之該結果以產生一新的8位元組鏈 路值；及 對該運算元之相繼的8位元組訊息區塊重複X1)至x3)。 9. 如請求項7之電腦程式產品，其中該訊息認證碼指令包 含： 一運算碼區域； 一 R2區域，該R2區域指定一第二通用暫存器及一第三 通用暫存器，該第二通用暫存器包含該運算元之一位 址，其中該第三通用暫存器指定該運算元之一長度，其 114358-990611.doc 1332158 中進一步該先前定義功能碼係自一預定第四通用暫存器 被獲取，及 其_該參數區塊包含該一或多個密碼使用者密鑰及該 8位元組鏈路值兩者。 10. 如請求項9之電腦程式產品，其中該方法進一步包含： 根據已執行的步驟内所處理的位元組數目藉由R2增加 該第二通用暫存器内包含之該運算元之該位址；及 根據已執行的步驟内所處理的位元組數目減少指定該 運算元之長度的該第三通用暫存器内包含之該運算元之 長度。 11. 如請求項7之電腦程式產品，該方法進一步包含： 回應在程序完結僅被執行於該運算元之一部分上之該 訊息認證碼運算，設定一部份完結條件碼值作為一條件 碼，該部分完結條件碼值指示該訊息認證碼運算尚未完 結；及 回應在程序完結已被執行於該運算元之全部上之該訊 息認證碼運算，設定一標準完全條件碼值作為一條件 碼，該標準完結條件碼值指不該訊息認證碼運鼻已完 結。 1 2.如請求項8之電腦程式產品，其中已獲取之該密碼使用 者密鑰由一 64位元密鑰、兩個64位元密鑰或三個64位元 密鍮中之任一者構成。 1 3.如請求項7之電腦程式產品，其中回應非原有於該微處 理器之一機器指令結構之該訊息認證碼指令，該方法進 114358-990611.doc 1332158 一步包含： 編譯該訊息認證碼指令以識別用於仿真該訊息認證碼 指令之該運算之一預定軟體例行工作，該預定軟體例行 工作包含複數個指令，及 執行該預定軟體例行工作。 14. 一種用於計算一訊息認證碼指令於一電腦系統中之系 統，該訊息認證碼指令包含一詢問功能，該系統包含： 一記憶體； 與該記憶體通信之一通用目的處理器，其中該電腦系 統可以執行一方法，該方法包含： 自選自複數個功能碼之一先前定義功能碼訊息判定將 被執行之一訊息認證碼運算，該先前定義功能碼定義一 訊息認證碼產生運算或將被執行之一功能詢問運算中任 一者，其中該複數個功能碼包含一 KMAC-詢問運算、一 KMAC-DEA 64位元密鑰密碼運算、一 KMAC-Triple DEA 二64位元密鑰密碼運算或一 KMAC-Triple 64位元密鑰密 碼運算中任一者之一指示； 回應已判定之將被執行之該訊息認證碼運算為一訊息 認證碼產生運算、於一運算元上執行該訊息認證碼產生 運算，該訊息認證碼產生運算包含a)至b): a)計算用於使用一或多個密碼使用者密鑰及一 8位元 組鍵路值之一運算元之一訊息認證媽，該運算元包含一 或多個8位元組訊息區塊’其中該計鼻該訊息認證碼產 生一新的8位元組鍵路值；及 114358-990611.doc 1332158 b) 儲存已產生之該新的8位元組鏈路值； 回應已判定之將被執行之該訊息認證碼運算為一功能 詢問運算，執行該功能詢問運算，該功能詢問運算包含 c)至 d): c) 對一或多個訊息認證功能之每一者判定該訊息認 證功能是否安裝於該電腦系統上以用於由一訊息認證碼 指令執行；及 d) 儲存一狀態字於記憶體内之一參數區塊，該參數 區塊具有由一第一通用暫存器所指定之一位址，該狀態 字包含一或多個狀態字位元，該一或多個狀態字位元之 每一者指示該一或多個訊息認證功能之一對應者係安裝 於該電腦系統上，該一或多個狀態字位元之每一者具有 對應於該對應訊息認證功能之該功能區域值之該狀態字 中之一位置。 15.如請求項14之系統，其中計算一訊息認證碼進一步包 含：獲取該一或多個密碼使用者密鑰； 獲取該8位元組鏈路值； X1)獲取該運算元之一 8位元組訊息區塊； x2)以該運算元之該8位元組訊息區塊對該鏈路值做 排除-或運算； x3)使用已獲取之該密碼使用者密鑰，藉由將已獲取 之密碼使用者密鑰直接應用於該排除-或運算之該結果直 接編譯該排除-或運算之該結果以產生一新的8位元組鏈 路值；及 114358-990611.doc 1332158 對該運算元之相繼的8位元組訊息區塊重複xl)至χ3)。 16. 如請求項14之系統，其中該訊息認證碼指令包含： 一運算碼區域； 一 R2區域，該R2區域指定一第二通用暫存器及一第三 通用暫存器，該第二通用暫存器包含該運算元之一位 址，其中該第三通用暫存器指定該運算元之一長度，其 中進一步該先前定義功能碼係自一預定第四通用暫存器 被獲取，及 其中該參數區塊包含該一或多個密碼使用者密鑰及該 8位元組鏈路值兩者。 17. 如請求項16之系統，其中該方法進一步包含： 根據已執行的步驟内所處理的位元組數目藉由R2增加 該第二通用暫存器内包含之該運算元之該位址；及 根據已執行的步驟内所處理的位元組數目減少指定該 運算元之長度的該第三通用暫存器内包含之該運算元之 長度。 18. 如請求項14之系統，其中該方法進一步包含： 回應在程序完結僅被執行於該運算元之一部分上之該 訊息認證碼運算，設定一部份完結條件碼值作為一條件 碼，該部分完結條件碼值指示該訊息認證碼運算尚未完 結；及 回應在程序完結已被執行於該運算元之全部上之該訊 息認證碼運算，設定一標準完全條件碼值作為一條件 瑪"該標準完結條件瑪值指不該訊息認證碼運鼻已完 114358-990611.doc 1332158 結。 19. 如請求項15之系統，其中已獲取之該密碼使用者密鑰由 一 64位元密鑰、兩個64位元密鑰或三個64位元密鑰中之 任一者構成。 20. 如請求項14之系統，其中回應非原有於該微處理器之一 機器指令結構之該訊息認證碼指令，該方法進一步包 含： 編譯該訊息認證碼指令以識別用於仿真該訊息認證碼 指令之該運算之一預定軟體例行工作，該預定軟體例行 工作包含複數個指令，及 執行該預定軟體例行工作。 114358-990611.doc 10-
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