[发明专利]全流水结构SHA-2消息扩展优化方法

摘要

本发明涉及哈希算法领域，公开了一种全流水结构SHA‑2消息扩展优化方法，方法依据的全流水结构SHA‑2消息扩展结构包括64级流水线和设置在流水线上用来存放消息字W1～W64的寄存器组Wt1～Wt64，每个寄存器组包括若干个寄存器单元，通过延长消息字W1～W16的生命周期、压缩消息字W17～W64的生命周期及采用双消息字并行拓展器结构以调整消息字生产速率以改变其生命周期。本发明全流水结构SHA‑2消息扩展优化方法，当输入数据的长度固定，或者包含常数比特位，或者包含不频繁变化的比特位时，通过对消息扩展流水进行重新设计，在不增加硬件资源和关键路径的前提下，能够将所需寄存器单元数量大幅度减少，从而降低SHA‑224/256全流水结构硬件实现的成本及功耗。

主权项

1.一种全流水结构SHA‑2消息扩展优化方法，所述方法依据的全流水结构SHA‑2消息扩展结构包括64级流水线和设置在所述流水线上用来存放消息字W1～W64的寄存器组Wt1～Wt64，每个所述寄存器组包括若干个寄存器单元，其特征在于：所述方法包括如下步骤：A)从外部输入数据M直接获取所述消息字W1～W16，并将所述消息字W1～W16输入所述寄存器组Wt1；B)在第1～16级流水线，每级所述流水线对应的寄存器组依次将所述消息字W1～W16传递至下级流水线的寄存器组；C)在第17～31级流水线，每级所述流水线均设有单消息字算子扩展器，第n级所述流水线对应的单消息字算子扩展器扩展第n级流水线对应压缩器所需要的消息字Wn，并将所述寄存器组Wtn中最早使用的一个消息字Wn‑16排空，将所述消息字Wn存入所述寄存器组Wtn，然后寄存器组Wtn将存储的消息字Wn‑15～Wn传递至第n+1级流水线的寄存器组Wtn+1；D)在第32～49级流水线，采用生成一个消息字的单消息字算子扩展器和生成两个消息字的双消息字算子扩展器并行拓展的结构，在第32～49级流水线共生成33个消息字，每级所述流水线对应的寄存器组写入该级流水线所生成的所有消息字，并排空与该级流水线对应的寄存器组中与最早使用的消息字，排空的消息字数量与生成的消息字数量相等；E)在第50～64级流水线，每级所述流水线消耗一个消息字，不再产生消息字，每级流水线对应的寄存器组逐级减少寄存器单元的数量。