华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 40 ›› Issue (6): 97-102.
封斌 齐德昱
Feng Bin Qi De-yu
摘要: 基于Daemen 等提出的AES 快速算法,给出了用可配置处理器NiosII 扩展指令集实现硬件加速的两种方案——基于片内存储器存储快速算法查找表的方法、用硬件逻辑电路实现S 盒并计算出快速算法查找表对应元素的方法,用对前向查找表的查表操作代替了AES 算法计算密集的轮变换操作.首先,将快速算法的前向查找表存放在片上内存中,并用12 条扩展指令分别完成密钥扩展、轮变换和末轮操作,末轮变换所需的S 盒采取对前向查找表的掩模得到; 然后,对该方案进行优化以消除片上内存的占用,即推导出S盒与前向查找表的逻辑关系,并采取有限元素求逆的方法用逻辑电路实现S 盒,增强了系统安全性并降低了功耗; 最后,对扩展指令集和协处理器等多种实现方案进行了测试及性能对比.结果表明,相比于经过结构优化的纯软件快速AES 算法,文中提出的方案在仅增加223 个LE 的条件下,达到了2. 47 倍的加速比.
中图分类号: