[發明專利]一種Poseidon Hash算法實現電路及其實現方法

有效

• 申請號: 202011607589.3
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112787799B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 俞萍初;呂家力
• 申請（專利權）人: 浙江螢火蟲區塊鏈科技有限公司
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種Poseidon Hash算法實現電路及其實現方法，實現電路，包括輸入接口、數據圓形跑道電路A、數據圓形跑道電路B、串并轉換電路、并串轉換電路、輸出接口，所述輸入接口與數據圓形跑道電路A相連，所述輸出接口、串并轉換電路、并串轉換電路都與數據圓形跑道電路A相連，所述串并轉換電路通過數據圓形跑道電路B與并串轉換電路相連，本發明通過數據圓形跑道電路A、數據圓形跑道電路B進行流水線計算，因此加速效果明顯，同時在達到加速指標的情況下，通過兩條跑道的設計，減少了模乘單元的個數，降低了加速電路的復雜度，功耗低，穩定性好，計算速度遠大于GPU的計算速度。

技術領域

本發明涉及一種Poseidon Hash算法實現電路及其實現方法。

背景技術

用于密碼學的hash函數有嚴格的要求，單向性：從數據求散列值很容易，但不能倒推，或者倒推十分困難，理論上不可行。無相關性：要求在輸入有一點點改變的情況下，要產生完全不同的輸出，這樣，從散列值完全不能看出數據之間的相關性。唯一性：不能通過不同的數據產生相同的hash值，這里說的不能是基本上不能人為實現，也就是說概率極小，此特性也可以成為碰撞安全性。在分布式存儲領域中，要把大容量GB級的數據打散加密，這時要用到PoseidonHash算法，此算法并行度高，一般用GPU進行加速，但用GPU加速，功耗大(200W以上)，穩定性差，日后維護成本高。隨著數據量的增加，需要一個功耗低(50W)，計算能力大于GPU的加速方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種Poseidon Hash算法實現電路及其實現方法。

為了達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種Poseidon Hash算法實現電路，包括輸入接口、數據圓形跑道電路A、數據圓形跑道電路B、串并轉換電路、并串轉換電路、輸出接口，所述輸入接口與數據圓形跑道電路A相連，所述輸出接口、串并轉換電路、并串轉換電路都與數據圓形跑道電路A相連，所述串并轉換電路通過數據圓形跑道電路B與并串轉換電路相連，所述數據圓形跑道電路A為串行跑道，所述數據圓形跑道電路B為并行跑道，串行跑道指的是數據是串行傳輸的，并行跑道指的是數據是并行傳輸的，也就是數據分成兩排并行傳輸。

作為優選，本發明還包括標量加電路，所述輸入接口經過標量加電路與數據圓形跑道電路A相連。

作為優選，數據圓形跑道電路A包括切換開關MUXA、標量冪運算電路A、矩陣乘法電路A、圈數判斷模塊A、圈計數器電路A、切換開關MUXC、fifo存儲器A，所述標量加電路與切換開關MUXA相連，所述切換開關MUXA經過標量冪運算電路A與矩陣乘法電路A相連，后連接到圈數判斷模塊A，所述輸出接口、串并轉換電路、圈計數器電路A都與圈數判斷模塊A相連，所述圈計數器電路A、并串轉換電路都與切換開關MUXC相連，所述切換開關MUXC通過fifo存儲器A與切換開關MUXA相連。

作為優選，所述數據圓形跑道電路B包括切換開關MUXB、標量冪運算電路B、矩陣乘法電路B、圈數判斷模塊B、圈計數器計數電路B、fifo存儲器B,所述串并轉換電路與切換開關MUXB相連，所述切換開關MUXB通過標量冪運算電路B與矩陣乘法電路B相連，所述矩陣乘法電路B、并串轉換電路都與圈數判斷模塊B相連，所述圈數判斷模塊B通過圈計數器計數電路B與fifo存儲器B相連，所述fifo存儲器B與切換開關MUXB相連。

一種Poseidon Hash算法實現電路的實現方法，包括如下步驟：

步驟1：輸入接口串行輸入單維數組A[n]；

步驟2：輸入接口將單維數組A[n]傳送給標量加電路，使得單維數組A[n]增加一個常量數據變成n+1個數據的數組A[n+1]，然后將數組A[n+1]中每個數據加上一個各自的常量，得到新的一維數組B[n+1]；