面向物联网设备的SM4-CCM算法软硬件协同架构设计

作     者：尹恒 何乐生 余圣涛 廖伟 权家锐 

作者机构：云南大学信息学院云南昆明650091 云南省高校物联网技术及应用重点实验室云南昆明650504 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U1631121) 

出 版 物：《物联网技术》 (Internet of things technologies)

年 卷 期：2025年第15卷第1期

页      码：85-90,94页

摘      要：为了保证物联网设备数据安全,面向资源受限的物联网设备,提出了一种基于SM4-CCM算法的软硬件协同实现架构。首先,提出了内部流水线型SM4架构,相比现有轻量级SM4架构,大幅降低了逻辑资源的消耗;在此基础上,设计了CCM模式软硬件协同架构,软件部分完成了密钥扩展和数据预处理,硬件部分完成了加密的实际运算;最后,基于ZYNQ平台实现了软硬件协同架构。实验结果表明,与硬件架构相比,所提出的架构硬件部分的逻辑资源消耗减少了约43%,具备接收可变长度的数据输入的数据预处理功能,并可单独应用于ECB和CTR模式,具有更高的灵活性和可扩展性。与ARM处理器上以软件方式实现的SM4-CCM算法相比,在100 MHz的工作频率下该架构的吞吐率达到了17.64 Mb/s,性能提高了约93.8%,满足了主流物联网通信协议的速率要求。

主 题 词：物联网 数据安全 SM4-CCM 软硬件协同 ARM ZYNQ 

学科分类：0839[0839] 08[工学] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.16667/j.issn.2095-1302.2025.01.020

馆 藏 号：203156460...