[发明专利]一种减少SM3密码杂凑算法中运算量的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及物联网智能家居安全芯片应用领域，尤其涉及一种减少SM3密码杂凑算法中运算量的方法及装置。

背景技术

智能家居正处在一种爆发式增长的前期，物联网产品是当今社会最主流的产品之一，已经与人类世界生活息息相关。物联网产品安全也是我们现在需要考虑的最重要的因素之一。保护物联网安全的核心技术-密码技术也越发凸显其重要性。从古至今密码技术一直都在广泛的被使用，随着计算机和网络通信技术的快速发展，越来越多的信息需要受到严格的保密，密码学也逐渐的走进了公众的日常生活。二十世纪七十年代末，杂凑函数被引入密码学，它在数据完整性、构造数字签名和认证方案等方面不可或缺。

SM3密码杂凑算法是我国国家密码局2010年公布的用于商业的密码杂凑标准。该密码算法通过消息填充、扩展、迭代压缩和杂凑值几个部分，其中迭代压缩是密码杂凑算法中最为核心的部分。以下是密码算法迭代压缩的部分过程：

SS1_j←((A_j-1＜＜＜12)+E_j-1+(T_j＜＜＜j))＜＜＜7

TT1_j←FF_j(A_j-1，B_j-1，C_j-1)+D_j-1+SS2_j+W₀

TT2_j←GG_j(E_j-1，F_j-1G_j-1)+H_j-1+SS1_j+W_j

D_j←C_j-1

C_j←B_j-1＜＜＜9

B_j←A_j-1

A_j←TT1_j

H_j←G_j-1

G_j←F_j-1＜＜＜19

F_j←E_j-1

E_j←P₀(TT2_j)

FF_j(A_j-1，B_j-1，C_j-1)和GG_j(E_j-1，F_j-1，G_j-1)均为布尔函数，其函数表达式分别为：

P₀(X)和P₁(X)置换函数

上式中的X为字。

W_j和W′_j为消息拓展字

其中，＜＜＜12、＜＜＜j、＜＜＜7、＜＜＜15、＜＜＜9、＜＜＜19分别为循环左移12、j、7、15、9、19比特运算，为32比特异或运算，∧为32比特与运算，∨为32比特或运算，为32比特非运算。

作为算法的核心部分，密码算法迭代压缩的部分的运算效率在算法中显得尤为重要。如图1所示电路为现有国密算法电路图，每计算一次A和E的迭代过程，都需要使用5次串行加法运算。每对V进行一次迭代运算，都需要对ABCDEFGH这8个变量字进行64次迭代运算，所以产生的总延时是非常大的，也严重影响密码算法的运算速度。

发明内容

本发明实施例提供了一种减少SM3密码杂凑算法中运算量的方法及装置，利用并行加法运算替代较多的串行加法运算，减少串行加法运算数量，从而减少运算延时，提高SM3密码杂凑算法运算速度。

本发明实施例提供了一种减少SM3密码杂凑算法中运算量的方法，包括：

S1，根据预置的消息分组B⁽ⁱ⁾、第一公式和第二公式确定32比特长度的消息扩展字W₀-W₆₇，W′₀-W′₆₃，所述第一公式为所述第二公式为其中i为第一迭代次数，为置换函数；