对称密码中复合域乘法运算可重构设计研究

摘要

复合域乘法运算是对称密码算法中的基本运算和重要模块,因操作复杂且计算时间长,其实现性能在很大程度上制约着对称密码算法的运算速度.文章研究了对称密码算法中的复合域乘法运算特点及实现原理,设计了以GF(28)为基域,扩展到GF((28)k)(k=1,2,3,4)域上的复合域乘法可重构架构,通过配置能够灵活高效地实现GF(28)、GF(28)2)、GF((28)3)、GF((28)4)域上的有限域乘法操作.同时结合处理器的指令设计方法,设计了通用的复合域乘法操作及配置指令,能够极大的提高对称密码算法中复合域乘法运算的处理效率.最后文章对复合域乘法可重构架构进行了模拟与验证,在0.18μm CMOS工艺标准单元库下进行逻辑综合以及布局布线,并对综合结果进行了性能评估.结果表明,文章提出的复合域乘法可重构架构及相应的专用指令,在灵活性的前提下提供了较高的执行效率,具有较高的实用价值.