专用指令集安全处理器设计与实现

发布时间：2024-11-03 11:20

　　随着信息安全技术的快速普及,密码学算法获得了越来越广泛的应用。在嵌入式信息安全技术领域,存在两种传统的密码算法实现方法:一种是在嵌入式系统中对通用嵌入式处理器(GPP)进行编程,将复杂的密码运算用程序语言实现。这种可编程的实现方式灵活性好,但一般速度较慢,随着实际应用中算法运算强度的不断提高,这种方法已越来越不能适应要求;另一种方法则是在嵌入式系统中,针对特定的算法设计硬件加速器(ASIC)。这种方法无需复杂的软件编程,算法实现速度快,但同时ASIC的实现方式也带来了成本高、系统复杂和灵活性差等问题。为了克服传统方案的缺陷,目前专用指令集安全处理器作为一种全新的设计方案得到了重视和发展。在应用密码算法时,专用指令集安全处理器兼具通用处理器的灵活性和ASIC的高效性,并能够有效地降低设计成本。 本文基于专用指令集架构提出了一种低成本、高性能的安全处理器解决方案,能够适用于各种嵌入式信息安全系统。 本文通过分析RSA、AES和SHA-1等算法,提取并改进了算法中最复杂的运算步骤。在处理器结构内部,优化处理器的数据通路,并以较少的硬件代价大大加强了运算单元对这些步骤的支持。本文设计的专...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

产生了一个比较长的数据通路,从而限制sRISC处理器工作频率的提高.为了解决这一问题,本文提出了一种新的基于并行查找表的SMS4加密流程与结构.如图3所示,在这种新结构中,S盒替换和循环左移变形被优化为单一的查找表操作.新结构的具体算法如下:首先,三个初始状态和轮密钥异或产生W1....

专用SOC一般专用于某个或某类系统中，不为一般用户所知。一的产品是PhiliPs的SmartXA，它将XA单片机内核和支持超过204SA算法的CCU单元制作在一块硅片上，形成一个可加载JAVA或C的SOC，可用于公众互联网如Inie扭et安全方面。.2.1通用嵌入式处理器通用嵌入....

一一一J粉控控制器器图2.1计算机组成结构图运算器和控制器访问存储器的不同情况，可以将计算机体冯·诺依曼结构。哈佛结构是一种将程序指令存储和数据。冯·诺伊曼结构也称普林斯顿结构，是一种将程序指令并在一起的存储器结构。5年，冯·诺依曼首先提出了“存储程序”的概念和二进用这种概念和原....

图2.4哈佛结构佛结构可以减轻程序运行时的访存瓶颈。例如在卷积运算中，一两个操作数，在流水线处理时，同时还有一个取指操作，如果程条总线访问，取指和取数必会产生冲突，而这对大运算量的循环不利的。哈佛结构能基本上解决取指和取数的冲突问题。然哈佛结构能够结局数据冲突的问题，但是计算机体....

本文编号：4011190