关键词:
数据认证
加密
AES-CCM
S盒
摘要:
随着无线传输速度逐步提高和无线终端设备的低功耗应用,AES-CCM加密协议的数据处理速度和功耗指标逐渐成为其应用中的技术瓶颈.本文针对AES-CCM固有的结构特点,提出了高吞吐率、低功耗的5-Core硬件实现方案.该方案采用一个Core执行密钥扩展,4个相同的Core共享轮密钥来执行轮迭代计算,在CCM状态机的协同控制下实现AES-CCM的数据加解密和校验值生成.此外,该方案进行了低功耗设计,在S盒实现中利用了同构映射,将复合域GF(2^(8))上的求逆运算映射到GF(((2^(2))^(2))^(2))上,并对GF((2^(2))^(2))域上的逻辑表达式以及相邻变换的表达式进行了化简,从而缩小关键路径的延时,降低功耗.该实现支持半双工通讯方式以及全双工通讯方式.在全双工通讯方式下,5个Core参与计算,吞吐率可达4.23 Gbps.同时,由于方案中采用了多Core轮密钥共享方案,有效减少了算法中的冗余电路.与传统实现方式相比,AES-CCM的电路面积和功耗分别减少了14.88%和20.00%.