分组密码对称置换算法设计

证明了对称置换的圈结构与计数,提出并设计了一种以特定对称结构作为分组密码算法的置换部分,以减小加密算法硬件空间,提高加/解密速度。指出了分组密码的多次迭代使对称置换结构复杂化,可以选择对称置换作为分组密码算法的扩散部分来设计。     

对称密码处理结构的研究与设计

针对密码处理领域广泛应用的分组密码算法和单向散列算法研究支持多种算法的密码处理结构.在对多种密码算法的结构和操作特点进行详细分析的基础上提出并实现了能够对多种密码算法提供加速支持的对称密码处理结构(CryptoPro).评估了分组密码算法和单向散列算法在CryptoPro上运行的性能,并与国外类似的密码处理结构进行了比较.评估结果说明CryptoPro既能保证各类密码算法应用的灵活性又能达到较高的性能.     

基于EPIC技术的密码处理器体系结构研究与设计

以分组密码和摘要算法为研究对象,结合处理器体系结构的特点,研究了能够高效灵活实现多种分组密码和摘要算法的处理器体系结构。通过分析现有分组密码算法的运算和结构特点,从实现方式的灵活性和高性能角度出发,提出了一种基于显式并行指令计算结构且性能和灵活性达到了折衷的可编程密码微处理器体系结构。给出了系统的整体架构、可重构运算单元的设计方案及其指令系统的设计,以及用硬件描述语言Verilog实现后的硬件测试参数。     

一种新的对称动态置换密码算法-DREA

描述了一种新的对称加密算法-DREA（Dynamic Replacement Cryptography Algorithm）：通过构造一个动态置换表序列对数据进行置换,并对数据进行分块加密处理,实现分组数据的加密运算。该密码算法具有构造简单、可以抵御常见的攻击的特点,而且容易通过软件实现。     

一类序列与分组混合密码可重构处理结构设计

本文分析了一类序列密码和分组密码的混合加密体制,并为这类密码设计了一种可重构处理结构。实验表明,该结构最高可工作在100MHZ 时钟下,占用资源少,可快速灵活的实现不同的混合密码。     

基于Android平台并行运算机制的密码运算加速方案

研究Android平台中密码运算加速方法，采用运算并行化的思想，利用Android平台的RenderScript并行运算机制实现大整数乘法运算，为椭圆曲线密码等密码运算提供高效快速的基本操作。设计并实现了适合并行处理的大整数乘法运算存储结构和运算执行逻辑，以矩阵的方式分割并处理大整数对象，可以一次同步完成所需的乘法和加法运算，进而得到最终运算结果。实验结果表明，与Android平台原生的Java大整数运算库相比，该方法在执行时间上具有明显优势。     

置换序列的生成算法及其在n元流密码设计当中的应用

本文首先分析置换序列在n元流密码设计中的作用,比较了几种置换序列生成算法及其在n元流密码设计当中的应用。最后,我们提出一种新的置换序列生成算法,并由它构造n元流密码。     

GPU在密码处理领域应用研究

分析了GPU在密码处理领域的应用发展趋势,给出了典型硬件架构设计和软件架构设计,分析了涉及到的关键技术,对GPU在密码处理领域的设计和应用具有参考价值。     

基于TTA的嵌入式ASIP设计

在嵌入式微处理器设计中,采用ASIP（application specific instruction processor）处理器设计方法,可以在满足功能和性能要求的同时,缩短嵌入式微处理器产品的研制时间．当前ASIP处理器设计方法还面临着许多问题,如体系结构优化、软件代码的可重定向编译等,这些都阻碍了ASIP处理器设计方法的广泛应用．因此,提出了一种基于传输触发体系结构（transport triggered architecture,TTA）的嵌入式ASIP设计方法,对其设计关键技术进行了详细的讨论,并通过两个目标应用的ASIP微处理器设计实例说明了该方法可以有效解决上述问题,快速开发出满足目标应用程序要求的嵌入式处理器。     

一种基于ASIP方法的互连IP节点设计

在研究多种互连IP节点功能的基础上,提出使用专用指令集处理器(ASIP)方法设计互连IP节点的基本功能集合,使得设计者可以实现对互连IP节点基本功能的复用,并添加定制设计以满足具体应用对互连IP节点的特定要求。ASIP方法允许设计者以编程的方式灵活地实现互连策略。DTV系统中一种互连IP节点的电路设计、仿真与综合结果验证了该设计的有效性。     

面向专用指令集处理器设计的软硬件协同验证

为提高专用指令集处理器设计中的验证效率和覆盖率,将专用指令集处理器的寄存器传输级设计验证与汇编器、指令集模拟器等软件开发工具的测试相结合,提出一种软硬件协同验证方法。该方法按照覆盖率要求由软件自动产生测试程序和数据,将利用汇编器产生的机器指令输入到指令集模拟器和硬件仿真工具分别进行软硬件仿真,通过软硬件仿真结果自动比对得出联合验证结果。实践证明,该方法能够有效提高验证效率和覆盖率,缩短验证周期。     

ECC专用指令处理器软硬件协同设计

提出了一种专用指令处理器的软硬件协同设计方法,该方法可以在设计的早期阶段对处理器进行系统探索和验证.根据椭圆曲线密码算法的特点,并按照专用指令处理器的设计原则,以椭圆曲线密码运算基本操作及运算存储特性为基础,设计了超长指令字ECC专用指令处理器的指令集结构模型.根据处理器的指令集结构模型,以指令模拟器为基础,搭建了处理器的软硬件协同验证平台,从系统设计、RTL描述和FPGA硬件原型3个不同层次对处理器进行了验证.     

基于二进制插桩的ASIP处理器指令集混合仿真方法

指令集仿真器在ASIP处理器硅前软件开发中发挥着重要的作用,但使用传统仿真方法的指令集仿真器仿真速度较慢.基于二进制插桩,提出了ASIP处理器指令集混合仿真方法,以混合仿真的方式,使基础指令直接运行在宿主机上,仅对扩展指令仿真,从而降低仿真开销,提升仿真速度.实验表明,采用此方法对主流高清音视频解码软件进行仿真的平均速度达到了1058.5MIPS,是采用当前先进的动态二进制翻译仿真方法仿真器速度的34.7倍.     

周期精确ASIP仿真器生成环境的研究

周期精确仿真器是ASIP(专用指令集处理器)开发过程中的关键工具.介绍了一种由体系结构描述语言mtADL驱动的周期精确ASIP仿真器的快速生成环境.mtADL可以简洁精确地描述嵌入式领域最常见的2种微体系结构(简单流水线和Tomasulo动态调度流水线).仿真器生成器mtGEN能够根据mtADL的描述,自动生成周期精确的仿真器.介绍了mtGEN使用的自动生成算法.在实验部分,对5级流水MIPS、3级流水ARM7和动态调度MIPS这三种差异很大的处理器实现了周期精确仿真器自动生成,从而证明了方法的正确性和有效性.     

面向安全领域的低功耗ASIP设计

提出一种面向安全领域的专用指令集处理器(ASIP)设计方案,ASIP的指令ROM被划分成两部分,在某些指令下可以关闭其中一块以节省功耗,采用门控时钟技术降低寄存器堆中各个寄存器的功耗,对当前指令周期中EXE级内部空闲功能单元的输入操作数进行锁存,避免该功能单元的信号翻转,从而降低其动态功耗。实验结果表明,该方案能够使ASIP核心功能单元的功耗降低30%,系统整体功耗降低16%。     

基于置换移位的单字节分组保密方法

为减少无线传感器网络编码的冗余字节,提高基于Feistel结构的无线传感器网络分组加密的安全性,提出了一种新的单字节分组密码保密方法.采用生成单位矩阵的幂次和密钥变换矩阵生成密钥,明文通过单字节的置换和循环移位得到加密密文.首先介绍无线传感器网络Feistel结构分组加密算法,然后给出了置换和移位操作编码原理,并给出了设计的加密解密算法,最后进行了分析和实验.提出的方法既可以实现加密,也可以实现解密.分析结果表明,密钥具有较高的安全性能,可以增强基于Feistel结构的无线传感器网络分组加密安全性.     

基于APN置换的分组密码S盒研究

S盒是分组密码中唯一非线性部件,S盒的密码强度决定了整个密码算法的安全强度。输入变量为偶数的APN置换函数是构造分组密码S盒的最佳选择,寻找这种函数一直是一个公开问题。利用输入变量为6的APN置换函数的最新研究成果,应用仿射置换变换设计出6位的APN S盒,再应用动态S盒的设计思想,实现一种主流的8位S盒。