[發(fā)明專(zhuān)利]基于片上內(nèi)存的SHA512全流水電路及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810587475.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108959168B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉潮;張琪;林少宇;黃鷺;王炫榕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F15/78
• 分類(lèi)號(hào): G06F15/78
• 代理公司: 廈門(mén)南強(qiáng)之路專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

1.基于片上內(nèi)存的SHA512全流水電路，其特征在于設(shè)有消息填充模塊、W_t值生成模塊、BRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、全流水哈希運(yùn)算模塊和加法器模塊，所述消息填充模塊、W_t值生成模塊、BRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、全流水哈希運(yùn)算模塊和加法器模塊按順序連接；所述W_t值生成模塊將讀取擴(kuò)充后的原始數(shù)據(jù)，依次生成5組共80個(gè)W_t值，所述讀取擴(kuò)充后的原始數(shù)據(jù)構(gòu)成SHA-512運(yùn)算所需要的5組數(shù)據(jù)，其中第1組是消息填充模塊的輸出數(shù)據(jù)，剩余4組是通過(guò)W_t值生成模塊輸出的數(shù)據(jù)，所述5組數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)至BRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中；所述全流水哈希運(yùn)算模塊設(shè)有5個(gè)哈希運(yùn)算組，每組16輪哈希運(yùn)算，整個(gè)模塊共將實(shí)現(xiàn)80輪哈希運(yùn)算的全流水運(yùn)算過(guò)程，除第一輪哈希運(yùn)算會(huì)讀取8個(gè)初始哈希值a～h外，后續(xù)每輪哈希運(yùn)算將會(huì)讀取BRAM存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)和上一輪的哈希運(yùn)算數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；

基于片上內(nèi)存的SHA512全流水的實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟：

1)消息填充模塊對(duì)原始輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并將消息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，在消息的結(jié)束位置加上結(jié)束標(biāo)志“1”，填充多個(gè)“0”，最后加上128位的消息長(zhǎng)度信息進(jìn)行填充，使消息長(zhǎng)度為1024的整數(shù)倍數(shù)，則之后進(jìn)入SHA-512算法進(jìn)行運(yùn)算的數(shù)據(jù)，位數(shù)均為1024的整數(shù)倍數(shù)；

2)W_t值生成模塊將讀取填充后的原始數(shù)據(jù)，將這1024位數(shù)據(jù)分為每塊64位的16個(gè)小塊，即第一組哈希運(yùn)算所需的W_t值W₀～W₁₅，之后經(jīng)過(guò)移位、異或的非線性函數(shù)計(jì)算依次生成后續(xù)4組W_t值，即W₁₆～W₃₁、W₃₂～W₄₇、W₄₈～W₆₃、W₆₄～W₇₉；

3)W_t值生成模塊生成的W_t值將存入BRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；

4)全流水哈希運(yùn)算模塊實(shí)現(xiàn)80輪哈希循環(huán)運(yùn)算過(guò)程；

5)加法器模塊的一個(gè)輸入為哈希運(yùn)算的最后輸出，加法器模塊的另一個(gè)輸入為原始輸入數(shù)據(jù)中的8個(gè)初始哈希值a～h，兩者相加，即得到了SHA-512算法電路的最終512位信息摘要輸出。

2.如權(quán)利要求1所述基于片上內(nèi)存的SHA512全流水電路，其特征在于所述消息填充模塊讀取原始輸入數(shù)據(jù)，并將消息數(shù)據(jù)填充至1024位的整數(shù)倍數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述基于片上內(nèi)存的SHA512全流水電路，其特征在于所述加法器模塊的一個(gè)輸入與哈希運(yùn)算的輸出連接，加法器模塊的另一輸入為原始輸入數(shù)據(jù)中的8個(gè)初始哈希值a～h，將兩者相加后得到SHA-512算法的512位信息摘要輸出。