一种SHA2硬件加速器的设计方法

马占刚¹, 李婷婷², 曹喜信^1,?

1. 集成电路和智能系统系, 北京大学软件与微电子学院, 北京 1008712. 郑州职业技术学院, 郑州 450000

收稿日期:2021-12-17修回日期:2022-03-28出版日期:2022-11-20发布日期:2022-11-20
通讯作者:曹喜信, E-mail: cxx(at)ss.pku.edu.cn

基金资助:华为“类脑视觉处理技术项目”(YBN2018085207)资助

Design Methodology of SHA2 Hardware Accelerator

MA Zhangang¹, LI Tingting², CAO Xixin^1,?

1. Department of Integrated Circuits and Intelligent Systems, School of Software and Microelectronics, Peking University, Beijing 1008712. Zhengzhou Technical College, Zhengzhou 450000

Received:2021-12-17Revised:2022-03-28Online:2022-11-20Published:2022-11-20
Contact:CAO Xixin, E-mail: cxx(at)ss.pku.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 针对SHA2硬件吞吐率难以提升的问题, 提出一种提升SHA2硬件加速器性能的新方案。1) 使用4 Kb的乒乓缓存存储填充好的消息块, 使消息填充单元和哈希迭代运算单位两部分硬件电路得以两级流水并行处理。2) 在哈希迭代运算中, 提取对两轮哈希迭代运算没有依赖性的计算作为预处理, 使之与迭代运算的后处理部分形成真正的流水线处理, 可以避免以往研究中的伪流水线问题。3) 预处理和后处理部分均采用无进位链的3:2压缩器/4:2压缩器和快速加法器等电路, 使关键路径明显变短, 关键路径延迟明显变小。该方案还支持SHA2双哈希计算: 直接对源操作数的摘要进行第二次哈希计算, 得到双哈希计算的最后结果, 减少外部存储器的访问次数和数据处理, 从而提升SHA2双哈希计算的处理速度。

引用本文

马占刚, 李婷婷, 曹喜信. 一种SHA2硬件加速器的设计方法[J]. 北京大学学报自然科学版, 2022, 58(6): 1007-1014.
MA Zhangang, LI Tingting, CAO Xixin. Design Methodology of SHA2 Hardware Accelerator[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2022, 58(6): 1007-1014.





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