發(fā)布時間：2021-07-07 13:06

　　隨著十幾年來GPU硬件制造技術(shù)的不斷提升,GPU計算能力以接近摩爾定律的速度飛速發(fā)展著。得益于GPU設(shè)備的可編程性、高吞吐量和高并發(fā)能力,GPU通用計算成為研究熱點,也越來越多的被用于高性能計算。作為兩大GPU通用計算平臺之一的OpenCL平臺,提供了更廣泛的硬件支持。本文在OpenCL平臺上研究基于GPU設(shè)備的SHA-2系列哈希算法的快速實現(xiàn)及應(yīng)用。文章結(jié)合GPU硬件結(jié)構(gòu)特點,提出了降低GPU計算量、降低GPU額外開銷和增加GPU設(shè)備占用率這三條GPU優(yōu)化原則。在這些原則的基礎(chǔ)上,本文總結(jié)了一系列存儲訪問方面和算法結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化方法,并針對性地提出了 SHA-2系列算法的快速實現(xiàn)方案。本文將SHA-2系列算法的快速實現(xiàn)方案應(yīng)用于口令恢復(fù),設(shè)計并實現(xiàn)了基于GPU的高性能SHA-2 口令恢復(fù)算法。該算法支持多種口令恢復(fù)模式,實現(xiàn)了不同模式下的并行口令哈希計算。實驗數(shù)據(jù)說明,優(yōu)化后的SHA-2系列口令恢復(fù)算法有效降低了算法計算量和額外開銷、有效提高了設(shè)備利用率和算法性能,在口令恢復(fù)方面比CPU和FPGA設(shè)備有著顯著優(yōu)勢。在掩碼模式下,優(yōu)化后的SHA-256和SHA-512 口令恢復(fù)算法在A... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

召GC卜通用標且寄存器LICa己卜們(SGPR.，日K日)

??ＧＣＮ架構(gòu)的計算單元的設(shè)計和上一代架構(gòu)截然不同，如圖２－３所示，每個??ＧＣＮ計算單元包．括１個標量ＡＬＵ?（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ?Ｌｏｇｉｃａｌ?Ｕｎｉｔ，運算器）單元和６４個??矢量ＡＬＵ單元標量ＡＬＵ単元和８ＫＢ的標量逋用寄存器（ＳｃａｌａｒＧｅｎｅｒａｌ－ｐｕｒｐｏｓｅ??Ｒｅｇｉｓｔｅｒ，簡稱ＳＧＰＲ＞相連；６４個矢量ＡＬＵ單元均分到４個ＳＩＭＤ單元中，每??個ＳＩＭＤ．牟元還擁有一片６４ＫＢ的矢量通用寄存器．（Ｖｅｃｔｏｒ?Ｇｅｎｅｒａｌ?Ｐｕｒｐｏｓｅ?Ｒｅｇｉｓｔｅｒ，．??簡稱ＶＧＰＲ）。整個計算單元共享一片１６ＫＢ的一級讀寫緩存、指令調(diào)度單元和一??些其他硬件資源。??對應(yīng)到ＯｐｅｎＣＬ標準Ｊｖ每個矢鐘ＡＬＵ單元對應(yīng)為一個處理單元，每個ｗｏｒｋ－??ｉｔｅｍ運行在不詞的矢量ＡＬＵ單元Ｊｊ＊在．ＯｐｅｎＣＬ執(zhí)行�；酥�，ｗｏｒｋ－ｉｔｅｍ被組銳??成ｗｏｒｋ－ｇｒｏｕｐ?Ｃ作組的形式存在，同一Ｈ作組內(nèi)的線程會并行運行在同一??個計算單元內(nèi)，菌一個計算單元可以并行運行多個：�。鹤鹘M。??ＧＣＮ架構(gòu)＿的ＧＰＵ以６４個ｗｏｒｋ－ｉｔｅｍ為最小調(diào)廢單位

２．２．１平臺模型??ＯｐｅｎＣＬ的平臺模型包括一個Ｈｏｓｔ?Ｃ主機）和一個或多個Ｄｅｖｉｃｅ?（設(shè)備）［２８］，??如圖２－７所示。ＯｐｅｎＣＬ定義了一個平臺統(tǒng)一接Ｄ！每家支持ＯｐｅｎＣＬ的硬件廠商??都在統(tǒng)一接口下實現(xiàn)自Ｂ的ＯｐｅｎＣＬ庫。由于平臺接口是統(tǒng)一的ｉ主機可以和不??同的設(shè)備通信＆??Ｈｏｓｔ??ＣＰＵ??，?＾?｜??Ｄｅｖｉｃｅ?１?〇???Ｄｅｖｉｃｅ?０??Ｃｏｍｐｕｔｅ?Ｃｏｍｐｕｔｅ????Ｕｎｉｔ?Ｕｎｉｔ??Ｂｕｉｌｔ－ｉｎ?Ｃｏｍｐｕｔｅ?Ｃｏｍｐｕｔｅ??Ｕｎｉｔ?Ｕｎｉｔ??Ｋｅｒｎｅｌ???????Ｃｏｍｐｕｔｅ?ｐＥ?ｐＥ????Ｕｎｉｔ?Ｉ?Ｉ??圖２－７?０ｐｅｎＣＬ平臺模型??Ｆｉｇ．２－７?ＯｐｅｎＣＬ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｍｏｄｅｌ??－１５?－??


本文編號：3269685