[发明专利]一种SM3算法的并行处理方法及电子设备

说明书

本发明公开了一种SM3算法的并行处理方法及电子设备，本发明通过对SM3密码杂凑算法公式进行化简，将运算中不必要的中间变量进行替代，并对化简后的公式进行循环展开、并行处理，从而达到简化运算过程，节约了计算资源，提高了运算速度。

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体涉及一种SM3算法的并行处理方法及电子设备。

背景技术

SM3密码杂凑算法是一种基于分组迭代结构的杂凑算法，是我国采用的一种密码散列函数标准，针对长度为L(L2⁶⁴)的报文消息，SM3算法经过填充、迭代压缩，生成长度为256bit的杂凑值，它在消息认证完整性保护数字签名中有重要的应用。但是现有的SM3算法在数据压缩过程中需要进行64轮迭代，会消耗大量的计算资源，拖慢运行速度。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种SM3算法的并行处理方法及电子设备解决了SM3算法进行64轮迭代消耗计算资源大的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种SM3算法的并行处理方法，其包括以下步骤：

S1、将长度为L比特的消息m的结尾处添加数字1，并在添加的数字1后添加64比特的数值为L的二进制数值，得到第一次填充后的消息；

S2、判断第一次填充后的消息长度是否为512的整数倍，若是则直接进入步骤S4；否则进入步骤S3；

S3、在添加的数字1与添加的二进制数值之间添加数字0直至消息长度为512的整数倍，得到第二次填充后的消息并进入步骤S4；

S4、将当前消息按照512比特进行分组，分组后的每个个体包括16个字W₀,W₁,…,W₁₅；W₀为个体的最高的32比特，W₁₅为个体的最低的32比特；

S5、基于分组后的每个个体的16个字进行扩展得到52个字的W_j和64个字的W_k’，即得到与每个个体对应的共132字的数据；其中j＝16,17,…,67；k＝0,1,2,…,63；

S6、构建中间变量SS1_n、SS2_n、TT1_n和TT2_n；

S7、将中间变量带入寄存器变量的计算过程，得到简化后的寄存器变量在数据压缩过程中的计算公式；

S8、基于简化后的寄存器变量的计算公式，将SM3算法的压缩迭代的每相邻两轮迭代合并为一次计算，完成SM3算法的并行处理。

进一步地，步骤S5的具体方法包括以下子步骤：

S5-1、将字W_j-16循环左移15位的结果、W_j-9循环左移15位的结果和W_j-3循环左移15位的结果进行三者异或操作，得到值Q0；其中16≤j≤67；

S5-2、将值Q0、值Q0进行循环左移15位的结果和值Q0进行循环左移23位的结果进行三者异或操作，得到值Q1；

S5-3、将值Q1、W_j-13循环左移7位和W_j-6进行三者异或操作，将操作结果记为W_j；

S5-4、将W_k和W_k+4进行异或操作，将操作结果记为W_k’。

进一步地，步骤S6的具体方法为：

分别根据公式：