基于HLS的认证加密算法的设计和优化

加密算法因其广泛的应用、出色的安全性、高效率和易于硬件实现等特性而日益受到重视,但其硬件实现目前主要集中在FPGA平台上。本文提出了一种在高层次综合(HLS)工具上设计和开发认证加密算法的方法,充分发掘了HLS技术在密码学应用中的潜力。针对HLS技术在实际应用中遇到的如延迟、自适应码率、跨平台和跨设备兼容性等问题,提出多种优化策略以提高SM4算法的性能。经过仿真实验对比,本文SM4的最佳的方案实现时钟频率最高达到219 MHz,吞吐量达到了31.10 Gb/s,性能较传统设计方式提升了五倍,验证了认证加密算法在HLS工具的硬件实现上的可行性与技术优势。