一种面向流密码算法的可重构数据通路制造技术

本发明专利技术提供一种面向流密码算法的可重构数据通路，涉及硬件信息安全领域，包括可重构反馈移位寄存器阵列、抽头抽取网络、可重构运算单元阵列、反馈数据选择、密钥流数据选择、数据存储模块、配置信息。可重构反馈移位寄存器阵列实现寄存器间不同方式的级联及不同方向、不同粒度的移位；抽头抽取网络实现不同位置抽头的抽取；可重构运算单元阵列处理数据流；反馈数据选择选出反馈数据；密钥流数据选择选出密钥流数据；数据存储模块存储流密码算法执行过程中的数据，包括初始数据、中间结果数据、密钥流；配置信息配置管理和任务映射调度。本发明专利技术在保证一定处理速度的情况下能够满足一个信息安全解决方案对多种流密码算法数据流处理的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种面向流密码算法的可重构数据通路
本专利技术涉及硬件信息安全领域，尤其涉及一种面向流密码算法的可重构数据通路。
技术介绍
随着通信和网络的飞速发展和广泛应用，每天都有海量的机密信息被传输，密码算法是确保信息保密性和完整性的必要条件，尤其流密码算法的应用环境越来越广泛，流密码通常用于安全网络通信中保护通信数据，特别在军事、政府部门等领域，像GSM系统的A5/1算法，3GPP标准中用于移动通信的SNOW3G和ZUC算法，IEEE802.11中规定的安全机制WEP、SSL/TLS等标准协议采用的RC4算法，用于蓝牙加密系统的E0算法，还有目前应用极为广泛的ChaCha20算法，谷歌选择ChaCha20算法和Bernstein的Poly1305消息验证码来代替TLS中的RC4，ChaCha20-Poly1305AEAD密码套件已经在TLS1.3中标准化，ChaCha20还被用于FreeBSD、OpenBSD、NetBSD、Linux内核等各种操作系统。一个安全协议或者应用中可能会用多种流密码算法来确保信息的保密性和完整性，因此流密码算法实现的灵活性是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向流密码算法的可重构数据通路，其特征在于，包括可重构反馈移位寄存器阵列、抽头抽取网络、可重构运算单元阵列、反馈数据选择、密钥流数据选择、数据存储模块、配置信息。所述的可重构反馈移位寄存器阵列用于实现寄存器之间不同方式的级联以及不同方向、不同粒度的移位；所述的抽头抽取网络用于实现任意不同位置抽头的抽取；所述的可重构运算单元阵列用于处理流密码运算数据流；所述的反馈数据选择用于从可重构运算单元阵列的输出端选择要反馈数据，反馈回可重构反馈移位寄存器阵列；所述的密钥流数据选择用于从可重构运算单元阵列的输出端选择密钥流数据；所述的数据存储模块包括输入数据存储器、内部数据缓存、密钥流存储器，其中输...

【技术特征摘要】
1.一种面向流密码算法的可重构数据通路，其特征在于，包括可重构反馈移位寄存器阵列、抽头抽取网络、可重构运算单元阵列、反馈数据选择、密钥流数据选择、数据存储模块、配置信息。所述的可重构反馈移位寄存器阵列用于实现寄存器之间不同方式的级联以及不同方向、不同粒度的移位；所述的抽头抽取网络用于实现任意不同位置抽头的抽取；所述的可重构运算单元阵列用于处理流密码运算数据流；所述的反馈数据选择用于从可重构运算单元阵列的输出端选择要反馈数据，反馈回可重构反馈移位寄存器阵列；所述的密钥流数据选择用于从可重构运算单元阵列的输出端选择密钥流数据；所述的数据存储模块包括输入数据存储器、内部数据缓存、密钥流存储器，其中输入数据存储器用于存储从外部读取到的要参与运算的数据、内部数据缓存用于存储可重构运算单元阵列产生的中间结果数据、密钥流存储器用于存储流密码算法产生的密钥流数据；所述的配置信息用于配置管理和任务映射调度。


2.根据权利要求1所述的一种面向流密码算法的可重构数据通路，其特征在于，可重构反馈移位寄存器阵列包括16个64bit的移位寄存器阵列，每个64bit的移位寄存器阵列包括64个1bit的寄存器，每个1bit寄存器都通过一个4选1的多路选择器来选择数据数据输入来源，同时每个1bit寄存器都有一个数据输出端口，所述可重构反馈移位寄存器阵列支持1bit、8bit、16bit、32bit一共4种操作粒度，用作1bit链时，可重构反馈移位寄存器阵列的每行都做横向连接，每个编号为63的寄存器的输出连接到下一个64bit移位寄存器阵列编号为0的寄存器的输入端，用作8bit链时，横向8个1bit寄存器组成8bit操作粒度的移位寄存器，每个64bit的移位寄存器阵列包含8个8bit的移位寄存器，采用纵向移位方向实现8bit寄存器的移位，每个编号为56—63的寄存器的输出连接到下一个64bit移位寄存器阵列编号为0—7的寄存器的输入端，用作16bit链时，每两行中的16个1bit寄存器组成16bit操作粒度的移位寄存器，每个64bit的移位寄存器阵列包含4个16bit的移位寄存器，采用纵向移位方向实现16bit寄存器的移位，每个编号为56—63的寄存器的输出连接到下一个64bit移位寄存器阵列编号为0—7的寄存器的输入端，用作32bit链时，每四行中的32个单bit寄存器组成32bit操作粒度的移位寄存器，每个64bit的移位寄存器阵列包含2个32bit的移位寄存器，采用纵向移位方向实现32bit寄存器的移位，每个编号为56—63的寄存器的输出连接到下一个64bit移位寄存器阵列编号为0—7的寄存器的输入端，可以根据需求将16个64bit的移位寄存器阵列以64bit的整数倍切断成多条链。


3.根据权利要求1所述的一种面向流密码算法的可重构数据通路，其特征在于，所述的抽头抽取网络包括4个128选1的多路选择器、1个32选1的多路选择器、2个4选1的多路选择器、1个2选1的多路选择器、四个拼接模块，所述抽头抽取网络在抽取时，可重构反馈移位寄存器阵列中每个64bit的移位寄存器阵列，以8bit为一组，被分为8组，所以整个可重构反馈移位寄存器阵列共分为16×8即128个8bit，以分组的8bit为最小单位进行抽取，分四路抽取，每一路都是利用128选1的多路选择器从128个8bit中抽取出一个8bit，四路共抽取出4个8bit，再通过拼接模块将4个8bit拼接为32bit输出，然后根据具体流密码算法的操作粒度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵石磊，刘玲，黄海，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23