基于OpenCL的HMAC-SHA256算法优化与实现

作     者：郑博文 聂一 柴志雷 ZHENG Bowen;NIE Yi;CHAI Zhilei

作者机构：江南大学物联网工程学院无锡214122 江南大学人工智能与计算机学院无锡214122 江苏省模式识别与计算智能工程实验室无锡214122 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号:61972180)资助 

出 版 物：《计算机与数字工程》 (Computer & Digital Engineering)

年 卷 期：2023年第51卷第11期

页      码：2483-2489页

摘      要：HMAC算法作为主流消息认证算法之一,面临着以纯软件方式运行速度慢,以传统的FPGA硬件实现方式更新维护困难的问题。针对上述问题,设计了HMAC-SHA256算法的定制计算架构并基于OpenCL以高层次描述方式进行了实现。具体包括计算路径优化、存储结构与查找表优化、HMAC-SHA256全流水结构设计。基于OpenCL的计算任务分组优化、数据存储优化、数据通道矢量化等手段实现了HMAC-SHA256算法的FPGA定制计算架构。实验结果表明:在Intel Stratix 10 FPGA平台上,所实现的HMAC-SHA256吞吐率达到174.236Gbps,与Intel Core I7-10700 CPU相比,性能提升了656%,能效提升了1514%;与NVIDIA GTX 1650 SUPER GPU相比,性能提升了14%,能效提升了288%。

主 题 词：FPGA SHA-256 HMAC-SHA256 OpenCL 硬件加速 

学科分类：08[工学] 081202[081202] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1672-9722.2023.11.002

馆 藏 号：203126137...