可重構密碼處理器兼具了通用微處理器的靈活性和專用密碼芯片的高效性,在計算靈活度和計算效率這兩個關鍵指標間取得了很好的平衡。流密碼算法在密碼算法體系中占有重要一席,本文設計了一種能高效實現多種流密碼算法的粗粒度可重構密碼處理器結構,主要研究內容如下:（1）、針對不同流密碼算法中反饋移位寄存器結構多變的特點,本文對反饋移位寄存器的多個參數進行了統計分析,研究并提出了一種級數、個數、抽頭位置和抽頭個數可重構的反饋移位寄存器結構,采用統一硬件結構實現了多種流密碼算法。（2）、本文基于對多種流密碼算法非線性函數中基本操作類型和數據特征的分析,定制了支持單周期多操作計算的可重構功能單元。針對非線性函數對反饋移位寄存器存在數據依賴導致的性能瓶頸問題,本文研究并設計了一種能夠實現超前抽取、流水化運算的可重構陣列結構,提高了算法的實現性能。本文在FPGA平臺上對所設計的流密碼可重構處理器進行了原型實現和驗證,并在其上映射實現了Trivium、ZUC和SNOW3G三種算法。實驗結果表明,此三種算法的性能分別達到了1.31Gbp/s、2.18Gbp/s和3.26Gbp/s。與傳統的單比特串行實現結構相比,T... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

驗證平臺

84101102RLU103RLU104RSU113FSR33FSR34RLU114e1RLU94937172PASS83RLU81RLU82d3FSR3更新數據流圖密鑰生成數據流圖84圖 5-3 Trivium 算法數據流圖使用 Modelsim 軟件仿真驗證 Trivium 算法在可重構結構上實現的功能正確性，算法生成的密鑰流仿真結果如圖5-4所示。80bit初始密鑰Key：0xaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa;80b初始化向量 IV：0x55555555555555555555;生成密鑰流：0x6e139b97、0x35181e94……

圖 5-7 ZUC 算法仿真結果.2.3 SNOW3G 算法的映射實現SNOW3G 算法由一個包含 16 個 32bit 單元的 LFSR 和非線性函數組成，如圖 5-8 所。S16S15S14S13S12S11S10S9S8S7S6S5S4S3S2S1a-1R1R3WFZLFSRR2aS1S2


本文編號：3534162