[發明專利]一種基于OpenSSL的國密算法硬件加速方法

有效

• 申請號: 202210828864.7
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN114915405B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 李帥;張志成;楊沙洲;趙峰
• 申請（專利權）人: 麒麟軟件有限公司
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理有限公司 11301
• 代理人: 趙大寧

本發明涉及一種基于OpenSSL的國密算法硬件加速方法，獲取CPU型號，判斷是否為兆芯相關的CPU型號，判斷其是否支持用于硬件加速的GMI指令，如果不支持GMI指令，正常調用OpenSSL的evp接口進行軟加解密；如果支持GMI指令，初始化支持硬件加速加解密的相關參數，調用相關接口進行數據傳輸的硬件加速加解密；本方法可以使OpenSSL實現硬件加速加解密，處理速度提高明顯。

技術領域

本專利申請屬于硬件加解密技術領域，更具體地說，是涉及一種基于OpenSSL的國密算法硬件加速方法。

背景技術

隨著互聯網、物聯網的快速發展，網絡和信息安全事件不斷出現，因此信息安全越來越受到各個行業的廣泛重視，而密碼學算法是信息安全的核心技術和基礎支撐，可以說是整個信息安全的靈魂所在。

國密算法是指由國家密碼管理局頒布的一系列密碼學算法標準，包括SM1、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9以及祖沖之密碼算法（ZUC）等一系列的密碼算法。其中，SM1、SM4、SM7以及ZUC屬于對稱加密算法，SM2、 SM9屬于非對稱密碼算法，而SM3是密碼雜湊算法，也即常見的哈希算法。

OpenSSL是一套應用廣泛的、開源的支持傳輸層安全協議的密碼學基礎庫和全功能軟件包，也已經支持國密SM2、SM3、SM4等加密算法。

硬件加速則需要兆芯硬件支持，由兆芯設計實現的GMI是一組硬件加速指令集，目前已經實現了兩條CPU指令，分別用于加速國密算法SM3和SM4。

目前的OpenSSL高版本雖然已經支持國密算法，但僅僅只能做到軟加解密，計算速度慢，性能相對較低。無法做到硬件加速加解密。

軟加解密，完全由軟件實現的方式，不需要其他的硬件設備進行的加解密，往往被稱作軟加解密。

硬件加速加解密，是指在軟加解密的基礎上使用硬件設備的高性能等特點，把原本比較復雜的編碼算法，進行硬件指令化，簡化操作復雜度，提高計算速度和性能。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種基于OpenSSL的國密算法硬件加速方法，以使OpenSSL實現硬件加速加解密。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：

一種基于OpenSSL的國密算法硬件加速方法，包括如下步驟：

步驟S1、初始化OpenSSL，輸入加解密類型；

步驟S2、獲取CPU型號，判斷是否為兆芯相關的CPU型號；

步驟S3、如果不屬于兆芯相關的CPU型號，執行步驟S5；

步驟S4、如果屬于兆芯相關的CPU型號，判斷其是否支持用于硬件加速的GMI指令，如果不支持GMI指令，執行步驟S5；如果支持GMI指令，執行步驟S6；

步驟S5、正常調用OpenSSL的evp接口進行軟加解密；

步驟S6、初始化支持硬件加速加解密的相關參數，調用相關接口進行數據傳輸的硬件加速加解密；

步驟S7、步驟S5或步驟S6執行后（硬件加速加解密或軟加解密執行后），釋放空間。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟S1中，加解密類型是軟加解密類型，即OpenSSL中的SM3，以及SM4的ecb、cbc、cfb、ofb、ctr五種模式加解密類型。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟S2中，通過調用匯編語言獲取CPU型號，與兆芯相關的CPU型號包括ZX-C、ZX-D和ZX-E。

本發明技術方案的進一步改進在于：步驟S6中，硬件加速加解密適用的算法為SM3算法和SM4算法。