基于国密算法SM2、SM3、SM4的高速混合加密系统硬件设计
Hardware design of high-speed hybrid encryption system based on SM2, SM3 and SM4 algorithm
中山大学 电子与信息工程学院, 广州 510006
摘要
随着电子信息技术的快速发展，数据的安全性问题日益严峻，传统单一制密码算法在安全性与运算速率上已不能满足要求。为了解决大数据时代下所提出的加密需求，提出了一种基于国密算法SM2、SM3、SM4的高速混合加密系统的硬件设计方案，并针对SM2和SM4算法的底层硬件结构进行优化。对SM2算法采用Karatsuba Ofman模乘器与点运算并行方案进行优化。对SM4算法提出了一种基于复合域S盒的二次流水全展开硬件架构。实验结果表明，该系统所实现的各算法电路均具有较高性能。SM2的点乘时间缩短至68.37 μs；SM3的杂凑值生成仅需0.71 μs；SM4吞吐率最高达53.76 Gbps。相比同等安全性的SM2算法，该混合系统在加密时间上减小了26.67%，具有实用价值。与相关工作进行对比分析，可证明该方案在安全性和加/解密性能上均有一定优势。
基金项目
广东省重大科技计划资助项目(2021B110127007)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2022.02.0072
出版期卷: 《计算机应用研究》 印刷出版, 2022年第39卷 第9期
所属栏目: 信息安全技术
出版页码: 2818-2825,2831
文章编号: 1001-3695(2022)09-040-2818-08
发布历史
[2022-05-07] 优先出版
[2022-09-05] 印刷出版
引用本文
李建立, 莫燕南, 粟涛, 等. 基于国密算法SM2、SM3、SM4的高速混合加密系统硬件设计 [J]. 计算机应用研究, 2022, 39 (9): 2818-2825,2831. (Li Jianli, Mo Yannan, Su Tao, et al. Hardware design of high-speed hybrid encryption system based on SM2, SM3 and SM4 algorithm [J]. Application Research of Computers, 2022, 39 (9): 2818-2825,2831. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
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