HMAC-SHA256算法的VLSI結構設計.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術和網(wǎng)絡通信技術的高速發(fā)展，當下社會已經(jīng)進入了信息化時代，人們交換信息共享信息的方式逐漸多樣化，但是信息傳輸?shù)墓残诺琅c計算機的存儲系統(tǒng)都是比較脆弱的，很容易受到非法攻擊，信息的丟失往往會造成很嚴重的經(jīng)濟損失，所以信息在傳遞過程中的安全問題日益成為人們關注的焦點。
　　加密和認證是防止信息非法攻擊的有效手段，本文在介紹了SHA256和HMAC的算法結構的基礎上，對兩者的安全性做了詳細的分析。對比了SHA256、SHA1

2、、MD5等算法在抵抗生日攻擊和差分攻擊方面性能強弱，同時也比較了幾種算法的實現(xiàn)效率，最終選擇了SHA256算法作為HMAC的核心算法。文章分析了密鑰長度對HMAC安全性的影響，權衡了安全性和速度兩方面的因素最終確定了密鑰的長度。
　　通過對SHA256算法結構的分析設計了SHA256運算單元的Wt預計算模塊，同時找到了SHA256運算單元的關鍵路徑，并且采用了插入中間變量的方式使得關鍵路徑的中的加法運算提前到上一個運算周期，大大縮

3、短了SHA256運算單元關鍵路徑的延時，提高了運算效率。根據(jù)HMAC的算法結構特點，本文將電路結構分為SHA256運算模塊和HMAC算法控制模塊兩個層次來設計，使其既能單獨實現(xiàn)SHA256的運算也能實現(xiàn)HMAC的功能，應用更加靈活。
　　在HMAC-SHA256的硬件設計工作完成后，使用了NCVerilog仿真器搭建仿真驗證平臺，由黃金模型生成測試向量，對HMAC-SHA256的各個模塊進行了全面的驗證，仿真結果表明HMAC-SH