[发明专利]一种HMAC算法处理系统、方法、设备及介质

说明书

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种HMAC算法处理系统、方法、设备及介质。所述系统包括：AMBA总线接收中央处理器发出的对待认证数据进行处理的请求；DMA控制单元基于待认证数据的存储信息通过DMA对待认证数据进行搬运；FIFO控制单元用多个FIFO对应缓存DMA搬运的数据；逻辑控制单元用密钥子单元生成每种哈希算法的运算参数并存储并用分组子单元从FIFO中读取数据并进行位宽转换后发送；运算单元用HMAC处理核接收数据执行运算生成计算结果并分发给对应的哈希处理核以执行哈希运算。本发明的方案支持多种哈希计算模式并行，实现较低的资源消耗和高复用性，显著提高HMAC的计算效率、降低硬件资源消耗。

技术领域

本发明涉及芯片设计领域，尤其涉及一种HMAC算法处理系统、方法、设备及介质。

背景技术

密钥相关的哈希运算消息认证码（Hash-based Message Authentication Code，简称HMAC算法），是一种基于Hash函数和密钥进行消息认证的方法，用于校验数据完整性和来源合法性，适用于任何安全体系结构、进程或应用的安全服务。美国联邦信息处理标准FIPS（Federal Information Processing Standards）对HMAC算法过程的定义为：HMAC（K0，text）=Ｈ(K0⊕opad，H(K0⊕ipad，text))。其中，K₀为通信双方提前共享的密钥，Ｈ为hash函数，text为待验证数据，opad和ipad为算法定义的常数。FIPS标准中给出的HMAC算法流程图1所示。

哈希算法（Hash Algorithm）又称为散列算法、杂凑算法。由于在信息完整性认证和数字签名等方面的应用，哈希算法在当今时代的信息安全领域非常重要。不同哈希算法的参数性能不同，NIST （National Institute of Standards and Technology，美国国家标准与技术研究院）先后发布三种标准的杂凑算法SHA-0、SHA-1 和 SHA-2，由于 MD5 和SHA-1 相继被攻破，SHA-2在目前例如经济和军事等重要安全领域中应用逐渐增加，其中应用较为广泛的是SHA-256 密码杂凑算法。中国自主研发设计的杂凑算法 SM3 与 SHA-256具有相同的消息摘要长度，作为商用密码杂凑算法在商业领域应用非常广泛。随着信息技术的发展，数据量呈现爆炸增长，同时也要求数据信息安全传递和处理，因此作为数据认证领域最常用的HMAC算法，其计算性能在一定程度上决定着整个系统的运算效率。

目前，常用的HMAC算法处理主要采用以下两种方式处理：第一种是使用软件的方式即中央处理器CPU计算完成HAMC，使用硬件的方式完成HAMC计算；第二种是使用硬件的方式完成计算，一般使用专用的计算芯片完成。然而以上两种方式存在以下缺陷：一方面使用软件的方式实现时，会大量占用CPU的资源，阻塞其他进程的运行；另一方面现有的专用计算芯片在进行认证计算时每次只能进行一种哈希算法的HMAC的计算，且要求认证数据连续不断地发送，不可分为多段发送，因而存在着运算效率低、资源消耗大、扩展性差、复用性低的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要针对以上技术问题，提供一种HMAC算法处理系统、方法、设备及介质。

根据本发明的第一方面，提供了一种HMAC算法处理系统，所述系统包括：

AMBA总线，所述AMBA总线用于接收中央处理器发出的对待认证数据进行处理的请求，其中，所述请求包括对待认证数据的存储信息及从多种哈希算法中选择的目标哈希算法；

DMA控制单元，所述DMA控制单元用于基于待认证数据的存储信息通过DMA对待认证数据进行搬运；

FIFO控制单元，所述FIFO控制单元包括与多种哈希算法一一对应的多个FIFO，每个FIFO用于根据待认证数据的目标哈希算法对应缓存DMA搬运的数据；