[發明專利]用于消息散列算法的消息擴展的光電集成電路

有效

• 申請號: 202111190819.5
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113642725B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 戴瓊海;鄧辰辰;鄭紀元;吳嘉敏
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06N3/067
• 分類號: G06N3/067;G06N3/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張娜

1.一種用于消息散列算法的消息擴展的光電集成電路，其特征在于，光電集成電路上集成設置有第一至第N級光學神經網絡和調制器組，其中，

所述調制器組包括多個調制器，用于通過所述多個調制器將預設數字調制信息加載至多路相干光信號；

所述第一至第N級光學神經網絡，用于對通過波導并行輸入的所述多路相干光信號按照從第一至第N級進行消息散列算法中的消息擴展運算，其中，通過每級光學神經網絡對加載至所述多路相干光信號的消息進行消息擴展運算，逐級擴展至滿足擴展條件的多個擴展光信號；

其中，每級光學神經網絡均包括第一微納光學衍射線陣列和第二微納光學衍射線陣列，其中，在每級光學神經網絡中：所述第一微納光學衍射線陣列的第一輸入端與第二路輸入端之間通過光纖相連、第二輸入端與第十五路輸入端之間通過光纖相連、第三輸入端與第十六路輸入端之間通過光纖相連，所述第一微納光學衍射線陣列的輸出端與所述第二微納光學衍射線陣列的第二輸入端之間通過光纖相連，用于將第二路輸入端、第十五路輸入端和第十六路輸入端的相干光信號進行第一衍射運算，并將衍射運算得到的第一衍射光信號輸入至所述第二微納光學衍射線陣列；所述第二微納光學衍射線陣列的第一輸入端與第七路輸入端之間通過光纖相連，所述第二微納光學衍射線陣列的輸出端與第一路輸出端相連，用于將所述第一衍射光信號和第七路輸入端的相干光信號進行第二衍射運算，并將衍射運算得到的第二衍射光信號輸入至所述第一路輸出端；

所述第一衍射運算為：

；

其中，為SHA-256算法的第一固定位移重新映射函數，=ROTR⁷(x)⊕ROTR¹⁸(x)⊕SHR³(x)；ROTR⁷(x)為對x進行循環右移7位操作，ROTR¹⁸(x)為對x進行循環右移18位操作，SHR³(x)為對x進行右移3位操作；為所述SHA-256算法的第二固定位移重新映射函數，=ROTR¹⁷(x)⊕ROTR¹⁹(x)⊕SHR¹⁰(x)；ROTR¹⁷(x)為對x進行循環右移17位操作，ROTR¹⁹(x)為對x進行循環右移19位操作，SHR¹⁰(x)為對x進行右移10位操作，x為被操作數，其中，t-15為擴展輪數，16≤t≤63，W_t為第(t-15）輪消息擴展得到的光信號，W_{t_SIG1}為第(t-15)輪經過所述第一衍射運算得到得光信號；

所述第二衍射運算為：

W_t=W_{t_SIG1}+ W_t-7；

其中，16≤t≤63，W_t為第(t-15）輪消息擴展得到的光信號，t-15為擴展輪數，W_{t_SIG1}為第(t-15)輪經過所述第一衍射運算得到得光信號。

2.根據權利要求1所述的光電集成電路，其特征在于，所述第一至第N級光學神經網絡中每級光學神經網絡均包括第一至第十六路輸入端和第一至第十六路輸出端，其中，第一級光學神經網絡的第一至第十六路輸入端用于接收通過波導并行輸入的第一至第十六相干光信號。

3.根據權利要求2所述的光電集成電路，其特征在于，在第二至第N級光學神經網絡中，每級光學神經網絡的輸入端通過光纖與前一級光學神經網絡的輸出端一一對應相連。

4.根據權利要求2所述的光電集成電路，其特征在于，所述光電集成電路上還集成設置有第一傳輸組件和第二傳輸組件，所述第一傳輸組件和所述第二傳輸組件設置于相鄰級光學神經網絡之間，所述第一傳輸組件用于對輸出端輸出的光信號進行信號衰減，以保持各路光信號的強度一致，所述第二傳輸組件用于對輸出端輸出的光信號進行信號延遲，以保持各路光信號的時序同步，其中，所述第一傳輸組件包括多個光衰減器，所述第二傳輸組件包括多個光延遲器。