中文引用格式: 吉兵,吴昱媛. 基于国密SM3算法的安全芯片设计与实现[J]. 电子技术应用,2024,50(6):23-26.
英文引用格式: Ji Bing,Wu Yuyuan. Design and implementation of an encryption chip based on SM3[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(6):23-26.
引言
在当今信息化时代,随着信息传输和信息存储对安全性的需求日益凸显,信息安全问题备受关注。在这一背景下,加密算法成为解决信息安全挑战的核心和基础技术,不仅是目前最经济高效的解决方案,也是保障信息安全的最基本手段[1-2]。
在商业信息安全领域,目前国际上广泛采用的各类加密算法标准大多建立在美国国家标准与技术研究院的基础上,以杂凑算法[3]为例,国内仍然主要采用国外定制的SHA算法[4],尤其在金融领域,采用国外加密算法标准的安全产品仍占主导地位。然而,底层芯片存在不可控的风险,一旦发生后门泄漏,可能导致难以估量的损失。因此,为了确保数据的保密性、完整性和自主可控性,安全芯片的设计和开发变得至关重要。这些芯片不仅需要在保障信息安全方面表现出色,还需要在面积和性能之间取得平衡,以适应各种应用场景。
从商业信息安全的角度来看,设计和生产基于国密标准的国产安全芯片与商业信息安全战略高度契合。为了减少对国外密码技术和产品的依赖,中国于2020年1月1日正式实施《中华人民共和国密码法》。本文采用的加密算法[5]核心是国家密码局发布的杂凑算法标准SM3,该标准为GM/T0004-2012。
目前,基于SM3算法的硬件研究与设计主要采用FPGA方式实现[6],侧重于算法本身的高性能实现,但硬件资源开销较大,因此在商业信息安全领域应用上具有一定的限制。本文旨在设计一款兼顾面积和性能的加密芯片,广泛应用于商业信息安全领域。该电路采用单总线通信协议,支持高达500 kb/s的通信速率,并集成高效的信息交互、加密、认证等通信指令。这一设计显著降低了应用开发的复杂性,具有显著的商用价值,有望在商业信息安全领域发挥关键作用。
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作者信息:
吉兵,吴昱媛
(中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏 无锡 214072)