一种适用于微处理器芯片的SM4加密算法硬件架构制造技术

当前，信息的传输与交互日益增多，在信息传输过程中，信息的保密性与安全性需要得到重视，否则可能会导致关键信息泄露或遭到恶意篡改，进而导致更加严重的经济损失或安全隐患。为了确保信息的保密性与安全性，通常在微处理器芯片中嵌入加密算法硬件模块，以实现对芯片内部信息的安全加密。本发明专利技术设计了一种适用于微处理器芯片的低复杂度SM4加密算法硬件架构，包括控制模块、轮密钥计算单元和加密运算单元，架构中使用了多个加密运算单元对微处理器芯片中的信息进行加密，控制模块调度加密运算单元实现对数据信息的连续加密，实现低复杂度高性能的加密运算过程。度高性能的加密运算过程。度高性能的加密运算过程。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于微处理器芯片的SM4加密算法硬件架构


[0001]本专利技术涉及信息安全领域，具体涉及一种适用于微处理器芯片的SM4加密算法硬件架构。

技术介绍

[0002]随着信息技术的发展，信息的传输与交互越来越频繁，信息在传送的过程中一旦被篡改或泄露，将可能造成无法估量的经济损失。因此，保证信息能够安全地传输通讯至关重要，使用加密算法对数据进行处理就是保证信息安全的有效技术手段。
[0003]国家密码局先后发布了SM1，SM2，SM3，SM4等密码算法，这些算法统称为国密算法，其中国密SM4算法在商业加密领域最为突出，并在2012年3月被确定为国家商用密码标准。
[0004]SM4算法是一种分组加密算法，消息分组长度和密钥长度均为128bit，主要包括密钥扩展算法和加(解)密算法。算法采用32轮非线性迭代结构，加密和解密算法结构相同，只是轮密钥使用顺序相反。密钥扩展算法的输入为128位初始密钥，输出为32个32位的轮密钥。数据加密算法输入为128位的明文数据和32个32位的轮密钥，加密之后输出数据为128位的密文数据。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于微处理器芯片的SM4加密算法硬件架构，其特征在于，所述硬件架构适用于微处理器芯片，内部主要包含串并转换模块、控制模块、一个轮密钥计算单元和四个加密运算单元，控制模块控制传输数据完成串并转换、调度加密运算单元协同配合，能够对微处理器芯片内存储的大量数据进行连续加密运算，显著减少硬件资源消耗，同时提高加密运算效率。2.根据权利要求1所述的一种适用于微处理器芯片的SM4加密算法硬件架构，其特征在于，原始密钥需要经过32轮计算后得到32个轮密钥，所述轮密钥计算单元将2轮计算的硬件资源合并为1轮，并且后续的轮密钥计算过程复用该合并的资源，因而一次完整的密钥扩展运算总共需要16轮计算，且每1轮计算复用相同的计算资源。3.根据权利要求1所述的一种适用于微处理器芯片的SM4加密算法硬件架构，其特征在于，加密运算需要经过32轮计算后得到加密结果，与轮密钥计算单元相似，所述加密运算单元同样将32轮计算合并为16轮计算，且每1轮计算复用相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙金，孟繁树，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：