摘要：SM4算法是我国国家密码管理局发布的一种对称加密算法,具有加密效率高、安全性强和可实现资源重用等优点,在需要对大量数据进行加密的场景下具有广泛应用。当前对SM4算法的研究主要侧重于安全分析与优化实现等方面,虽然性能得到提升但无法兼顾实现时的资源开销,并不适用于资源受限的场景,因此有关SM4算法实现过程中资源开销方面仍存在可改进的空间。针对以上问题,提出了一种旨在减少SM4算法实现过程中资源消耗的设计方案。方案基于CTR模式下SM4算法结构进行设计,以循环迭代为基本架构,并行执行密钥扩展算法与加/解密算法,减少了中间寄存器的使用。FPGA验证结果显示,该设计在单通道实现下资源开销为229SLICE,最高可实现1.14 Gbit/s的吞吐率,降低了资源开销,并且兼顾了吞吐率以及安全性。