RISC架构微处理器扩展对称密码处理指令的研究

发布时间：2021-06-26 06:10

　　增强嵌入式微处理器处理密码运算性能主要有三种途径：一是通过扩展指令集ISA（Instruction Set Architecture）来加速密码运算模块如S盒模块、置换模块等。二是通过添加密码协处理器来加速密码算法执行效率。三是开发新处理器体系架构的并行性和专用功能运算模块，特别是对公钥密码体制。如Intel Itanium IA-64架构通过加速RSA算法关键运算模块来加速算法执行速度。 论文针对如何提高嵌入式RISC架构微处理器处理对称密码算法的效率展开研究，采用通过扩展指令集ISA来加速密码运算模块的设计思想。经过对对称密码算法运算特性、MIPS微处理器体系结构、关键运算模块的硬件实现理论等进行了深入研究，探讨了基于MIPS指令集架构提高嵌入式微处理器处理对称密码效率的有效思想。本文的主要贡献： 1、对现有密码处理平台进行了深入分析，研究如何通过扩展专用指令集来提高RISC微处理器处理对称密码算法的效率。 2、深入研究了RISC微处理器体系结构，设计了一款基于MIPS指令集格式的微处理器，通过该处理器的设计为所研究扩展对称密码处理指令提供验证性平台。 3、... 

【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

查表指令与其它指令占用周期比

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lll里.【2‘3’(。 。卜卜场丽而丽丽而丽而丽丽一厂一丽丽 丽图5一1:可重构的循环移位模块测试仿真波形图依据夸 4.1.2提出的实现方案，对循环、逻辑移位模块设计。该移位模块n(n=16，犯，64，128)是可变参数，在圣5.1所述的环境下测试移位模块性能如表5一5表5一5:移位指令性能器器件 件最大时延(ns)))占用资源 源逻 逻 逻逻辑单元(LE)))存储单元伪its))) EEEP1540F780C55517.41999209777000该模块执行时间为17.419ns，符合互3.4.1提出的20ns，能满足设计原则的需求。5一2显示了n选择不同值(func=O，1

【参考文献】：
期刊论文
[1]可重构密码协处理器指令系统的设计方法[J]. 曲英杰,刘卫东,战嘉瑾.  计算机工程与应用. 2004(02)
[2]基于FPGA实现快速移位器的设计方案比较[J]. 陈雷,高德远,樊晓桠,胡剑,周昔平.  计算机工程与应用. 2003(31)
[3]部分译码方式桶式移位器及其VHDL实现[J]. 胡剑,沈绪榜.  微电子学与计算机. 2003(02)
[4]一种适用于分组密码算法芯片的IP核设计研究[J]. 张文婧,吕述望,刘鸣,刘振华.  计算机工程与应用. 2002(22)

博士论文
[1]可重构密码处理结构的研究与设计[D]. 姜晶菲.国防科学技术大学 2004
[2]低功耗微处理器体系结构的研究与设计[D]. 杨波.西北工业大学 2002

硕士论文
[1]分组密码中关键问题的研究[D]. 刘景伟.西安电子科技大学 2004



本文编号：3250789