[發(fā)明專利]用于實現(xiàn)密碼算法的硬件加速系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110339260.1
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN112887093B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張銳;謝翔;李升林;孫立林
• 申請（專利權(quán)）人: 矩陣元技術(shù)（深圳）有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;G06F7/72
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 周達(dá);周影

本申請?zhí)峁┝艘环N用于實現(xiàn)密碼算法的硬件加速系統(tǒng)和方法，其中，該系統(tǒng)包括硬件加速端和主機(jī)端，其中，硬件加速端包括多個硬件加速模塊，多個硬件加速模塊中的各硬件加速模塊由可編輯的硬件邏輯單元組合而成，用于實現(xiàn)預(yù)設(shè)密碼算法；主機(jī)端用于給上層應(yīng)用程序提供應(yīng)用程序接口，以經(jīng)由應(yīng)用程序接口接收待處理數(shù)據(jù)；主機(jī)端還用于根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用場景進(jìn)行算力拆分，基于算力拆分結(jié)果控制硬件加速端上的硬件加速模塊的工作狀態(tài)，并將待處理數(shù)據(jù)加載至硬件加速模塊上；硬件加速模塊用于對待處理數(shù)據(jù)執(zhí)行密碼算法操作，得到處理結(jié)果數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果數(shù)據(jù)返回至主機(jī)端。上述方案可以有效提升硬件加速系統(tǒng)的靈活性和功能豐富性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及密碼學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于實現(xiàn)密碼算法的硬件加速系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和人工智能產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對各種技術(shù)的應(yīng)用場景不斷拓展,伴隨而來的是天量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和獲取。隱私保護(hù)作為數(shù)據(jù)使用的一個重要屬性，也越來越多地受到廣泛重視，特別是在這個云計算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)應(yīng)用快速崛起的時代。然而，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)往往可以從海量數(shù)據(jù)中獲取關(guān)鍵信息，這對企業(yè)和個人的隱私保護(hù)都產(chǎn)生了嚴(yán)重威脅。因此，對隱私保護(hù)有大量的需求，密碼技術(shù)則是隱私保護(hù)的核心技術(shù)和基礎(chǔ)支撐，密碼算法的關(guān)鍵操作是有限域運算。為了保證安全性，一般為大整數(shù)操作，屬于計算密集型運算，對算力的需求非常大，通用CPU已經(jīng)無法滿足相關(guān)需求?？偠灾?，性能已經(jīng)成為了其中最大的瓶頸。為了滿足相關(guān)性能需求，硬件加速作為其中最重要的一類方法已經(jīng)越來越多的使用，包括FPGA和GPU的使用。硬件加速具有高并發(fā)、低時延、流水可控等等多樣特性，但是，硬件的加入使用讓以往純軟件的系統(tǒng)在耦合性、魯棒性、靈活性上的指標(biāo)大幅降低，給用戶造成了很大的不便，最終導(dǎo)致硬件加速的使用場景大幅縮窄。

目前，密碼學(xué)的硬件加速還屬于前沿領(lǐng)域，各種方法都比較小眾化，分散化，絕大部分使用都還處在初級階段，基本上是直接將數(shù)據(jù)通過相關(guān)驅(qū)動接口輸入到相關(guān)硬件加速設(shè)備上，在硬件加速設(shè)備上對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，再將處理結(jié)果通過相關(guān)硬件連接通路返回到驅(qū)動接口里供使用者獲取。這些硬件加速的方案的功能比較單一，缺乏靈活性。

針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供了一種用于實現(xiàn)密碼算法的硬件加速系統(tǒng)和方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的密碼學(xué)硬件加速的功能單一且缺乏靈活性的問題。

本申請實施例提供了一種用于實現(xiàn)密碼算法的硬件加速系統(tǒng)，包括硬件加速端和主機(jī)端，其中，硬件加速端包括多個硬件加速模塊，多個硬件加速模塊中的各硬件加速模塊由可編輯的硬件邏輯單元組合而成，用于實現(xiàn)預(yù)設(shè)密碼算法；主機(jī)端用于給上層應(yīng)用程序提供應(yīng)用程序接口，以經(jīng)由應(yīng)用程序接口接收待處理數(shù)據(jù)；主機(jī)端還用于根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用場景進(jìn)行算力拆分，基于算力拆分結(jié)果對硬件加速端上的硬件加速模塊進(jìn)行開關(guān)，并將待處理數(shù)據(jù)加載至硬件加速模塊上；硬件加速模塊用于對待處理數(shù)據(jù)執(zhí)行密碼算法操作，得到處理結(jié)果數(shù)據(jù)。

本申請實施例還提供了一種用于實現(xiàn)密碼算法的硬件加速方法，該方法應(yīng)用于實現(xiàn)密碼算法的硬件加速系統(tǒng)，硬件加速系統(tǒng)包括主機(jī)端和硬件加速端，硬件加速端包括多個硬件加速模塊，該方法包括：主機(jī)端經(jīng)由應(yīng)用程序接口接收待處理數(shù)據(jù)；主機(jī)端根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用場景進(jìn)行算力拆分，基于算力拆分結(jié)果控制硬件加速端上的硬件加速模塊的工作狀態(tài)，并將待處理數(shù)據(jù)加載至硬件加速端的硬件加速模塊上；硬件加速模塊對待處理數(shù)據(jù)執(zhí)行密碼算法操作，得到處理結(jié)果數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果數(shù)據(jù)返回至主機(jī)端。