本文關(guān)鍵詞：字節(jié)型散列函數(shù)的加速技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在信息安全領(lǐng)域中,散列函數(shù)的高吞吐率計(jì)算具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文在深入研究四種字節(jié)型散列函數(shù)原理的基礎(chǔ)上,針對Intel的MIC加速部件體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)研究了這些字節(jié)型散列函數(shù)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法,有效提升了它們的計(jì)算吞吐率。本文首先從Intel的MIC體系結(jié)構(gòu)和字節(jié)型散列函數(shù)等兩個(gè)方面介紹了相關(guān)知識。MIC(Many Integrated Core)加速部件是Intel公司在2012年推出的新型計(jì)算部件,其中包含了60個(gè)左右可以支持x86指令系統(tǒng)的微處理器核,每個(gè)核中包含有一個(gè)512位的向量處理單元VPU,可以支持多種并行編程模型。另外一方面,論文詳細(xì)分析了RC4、Domino、UNIX_DES、Oracle7_10等四種常見的字節(jié)型散列算法,指出了這些算法與MD5等32位計(jì)算密集型散列算法的兩個(gè)不同之處:1)基本計(jì)算主要基于8位的字節(jié)操作;2)散列函數(shù)中包含大量查表操作,計(jì)算訪存比較低。在此基礎(chǔ)上,本文提出使用線程級和數(shù)據(jù)級等兩級并行性方法來提升字節(jié)型散列函數(shù)計(jì)算的吞吐率。在開發(fā)線程級并行性方面,使用Open MP方法;在數(shù)據(jù)級并行性方面,使用VPU的內(nèi)嵌原語。針對字節(jié)型操作的特殊性,論文通過一個(gè)算法的實(shí)例比較了VPU上三種不同的存儲格式,并選擇了最優(yōu)的存儲方式。同時(shí),文中還使用gather存儲器訪問內(nèi)嵌原語優(yōu)化了查表操作,設(shè)計(jì)了存儲格式相互轉(zhuǎn)化的方法,以及針對UNIX_DES算法的表存儲優(yōu)化策略。論文的最后一部分測試四種算法的正確性和性能。測試結(jié)果表明,在MIC加速部件上性能可以超過經(jīng)典的CPU實(shí)現(xiàn)方法(John the Ripper)50倍左右,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：并行計(jì)算 MIC 散列函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP332;TP38
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及目的10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 已有破解軟件平臺11
• 1.2.2 高性能計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.3 現(xiàn)有系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)14-16
• 1.3 論文的主要內(nèi)容16
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章MIC加速部件18-26
• 2.1 MIC體系結(jié)構(gòu)介紹18-20
• 2.2 MIC加速部件上的并行程序設(shè)計(jì)方法20-25
• 2.2.1 OpenMP簡介20-22
• 2.2.2 MIC編程應(yīng)用模式22-23
• 2.2.3 MIC內(nèi)嵌原語23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 四種字節(jié)型散列算法原理分析26-56
• 3.1 RC4 算法26-27
• 3.2 Domino算法27-33
• 3.2.1 Dmonio中主要函數(shù)的說明29-33
• 3.3 UNIX_DES算法33-46
• 3.3.1 UNIX_DES中主要函數(shù)的說明36-46
• 3.4 Oracle7_10 算法46-55
• 3.4.1 Oracle7_10 中主要函數(shù)的說明48-55
• 3.5 總結(jié)與分析55-56
• 第四章MIC加速部件上字節(jié)型散列算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)56-77
• 4.1 MIC加速部件上的并行化方法56-60
• 4.1.1 基于OpenMP和VPU的并行化方法56-58
• 4.1.2 4 種算法的實(shí)現(xiàn)流程58-60
• 4.2 三種不同數(shù)據(jù)組織方式的比較60-69
• 4.2.1 16*1 的存儲格式實(shí)現(xiàn)方案62-63
• 4.2.2 16*4 的存儲格式實(shí)現(xiàn)方案63-66
• 4.2.3 64*1 的存儲格式實(shí)現(xiàn)方案66-69
• 4.3 針對特定算法的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)69-76
• 4.3.1 查表操作的VPU實(shí)現(xiàn)69-71
• 4.3.2 16*4 與 16*1 存儲格式的相互轉(zhuǎn)換71-73
• 4.3.3 UNIX_DES的優(yōu)化方法73-76
• 4.4 總結(jié)76-77
• 第五章 測試77-83
• 5.1 測試方法77-78
• 5.2 測試結(jié)果78-83
• 5.2.1 測試硬件平臺78-79
• 5.2.2 測試案例的生成79
• 5.2.3 正確性測試結(jié)果79-81
• 5.2.4 性能測試結(jié)果81
• 5.2.5 與John the Ripper的性能比較81-83
• 第六章 總結(jié)與展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-86
• 附錄 內(nèi)嵌原語指令功能介紹86-89
• 致謝89-90
• 附件90

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：270150