本公開涉及計(jì)算機(jī)，尤其涉及一種數(shù)據(jù)處理方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
1、密碼芯片是主機(jī)設(shè)備安全啟動(dòng)、數(shù)據(jù)加密，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全的重要解決方案。sm3算法作為國(guó)密算法中唯一的雜湊算法廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全中，因此，開發(fā)高性能、低復(fù)雜度的sm3硬件加速器，對(duì)于提升國(guó)家信息安全和密碼技術(shù)自主創(chuàng)新能力具有重要意義。
2、目前，許多基于sm3算法的密碼芯片仍采用傳統(tǒng)的串行計(jì)算架構(gòu)，在算法硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)并未優(yōu)化復(fù)雜的壓縮函數(shù)計(jì)算路徑，而是直接使用組合邏輯的rtl描述。傳統(tǒng)的串行架構(gòu)吞吐量低，無(wú)法滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)流的加解密需求；復(fù)雜的壓縮函數(shù)計(jì)算路徑限制了sm3算法的工作頻率，降低了計(jì)算效率。另外，在少量并行計(jì)算硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案中，未考慮資源利用率的問(wèn)題，導(dǎo)致邏輯資源消耗過(guò)多、性能和效率較低的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本公開提供了一種數(shù)據(jù)處理方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及電子設(shè)備，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上技術(shù)問(wèn)題。
2、本公開實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
3、第一方面，本公開實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)處理裝置，所述裝置包括：
4、數(shù)據(jù)填充模塊，用于對(duì)接收的第一數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)填充，得到第二數(shù)據(jù)；對(duì)所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，得到至少一個(gè)塊消息；
5、消息字?jǐn)U展模塊，用于對(duì)每個(gè)所述塊消息進(jìn)行消息字?jǐn)U展，得到用于壓縮計(jì)算的消息字；
6、壓縮函數(shù)模塊，用于對(duì)所述消息字進(jìn)行壓縮計(jì)算，得到計(jì)算結(jié)果；所述壓縮函數(shù)模塊采用基于壓縮器和工作變量寄存器構(gòu)成的流水線計(jì)算架構(gòu)，所述壓縮函數(shù)模塊中存儲(chǔ)有壓縮計(jì)算所需的計(jì)算變量，所述計(jì)算變量隨著輪數(shù)變化而變化。
7、上述方案中，所述壓縮函數(shù)模塊中的壓縮器包括：第一csa（carry-save?adder，進(jìn)位保存加法器）、第二csa、第三csa；
8、所述第一csa，用于執(zhí)行第一加法操作，所述第一加法操作為針對(duì)第一特定操作結(jié)果、第一寄存器值和第一消息字的加法操作；
9、所述第二csa，用于執(zhí)行第二加法操作，所述第二加法操作為針對(duì)第一移位結(jié)果、所述計(jì)算變量和第二寄存器值的加法操作；
10、所述第三csa，用于執(zhí)行第三加法操作，所述第三加法操作為針對(duì)第二特定操作結(jié)果、第三寄存器值和第二消息字的加法操作；其中，所述第二消息字為所述第一消息字的處理結(jié)果。
11、上述方案中，所述壓縮函數(shù)模塊，包括：存儲(chǔ)器，用于接收輪數(shù)，輸出所述輪數(shù)對(duì)應(yīng)的計(jì)算變量。
12、上述方案中，還用于接收并存儲(chǔ)壓縮計(jì)算所需的至少一個(gè)輪數(shù)和每個(gè)輪數(shù)對(duì)應(yīng)的計(jì)算變量。
13、上述方案中，所述存儲(chǔ)器采用雙端口模式，在同一時(shí)鐘內(nèi)，支持同時(shí)對(duì)所述存儲(chǔ)器進(jìn)行讀操作和寫操作。
14、上述方案中，所述壓縮函數(shù)模塊還包括：8個(gè)工作變量寄存器；
15、所述第一寄存器值為第八工作變量寄存器的值；
16、所述第二寄存器值為第五工作變量寄存器的值；
17、所述第三寄存器值為第四工作變量寄存器的值。
18、上述方案中，所述壓縮函數(shù)模塊包括64個(gè)壓縮單元，每個(gè)所述壓縮單元包括：壓縮器和8個(gè)工作變量寄存器，所述壓縮器包括：第一csa、第二csa、第三csa。
19、上述方案中，所述消息字?jǐn)U展模塊，包括：
20、擴(kuò)展器，用于接收所述塊消息，將所述塊消息擴(kuò)展為用于壓縮計(jì)算的消息字；
21、消息字寄存器組，用于存放所述消息字，并在每一輪進(jìn)行消息字更新；以及，將第一消息字和第二消息字的消息字發(fā)送給所述壓縮函數(shù)模塊中的壓縮器。
22、上述方案中，所述擴(kuò)展器中定義有寄存器，用于存放第二消息字。
23、上述方案中，每完成一輪迭代計(jì)算，所述消息字寄存器組，用于序號(hào)最小的消息字更新為當(dāng)前迭代計(jì)算對(duì)應(yīng)的消息字。
24、上述方案中，所述消息字寄存器組包括：16個(gè)消息字寄存器，用于存儲(chǔ)隨迭代計(jì)算變化的所述消息字。
25、上述方案中，所述壓縮函數(shù)模塊采用sm3雜湊算法。
26、第二方面，本公開實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)處理方法，所述方法包括：
27、對(duì)接收的第一數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)填充，得到第二數(shù)據(jù)；對(duì)所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，得到至少一個(gè)塊消息；
28、對(duì)每個(gè)所述塊消息進(jìn)行消息字?jǐn)U展，得到用于壓縮計(jì)算的消息字；
29、對(duì)所述消息字進(jìn)行壓縮計(jì)算，得到計(jì)算結(jié)果；其中，采用基于壓縮器和工作變量寄存器構(gòu)成的流水線計(jì)算架構(gòu)對(duì)所述消息字進(jìn)行壓縮計(jì)算，所述壓縮計(jì)算所需的計(jì)算變量預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，所述計(jì)算變量隨著輪數(shù)變化而變化。
30、第三方面，本公開實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，包括：至少一個(gè)處理器；以及，與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器；其中，
31、所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)處理方法。
32、第四方面，本公開實(shí)施例提供了一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)任一項(xiàng)所述數(shù)據(jù)處理方法。
33、本公開實(shí)施例具有以下有益效果：
34、應(yīng)用本公開實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)處理方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及電子設(shè)備，數(shù)據(jù)填充模塊，用于對(duì)接收的第一數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)填充，得到第二數(shù)據(jù)；對(duì)所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，得到至少一個(gè)塊消息；消息字?jǐn)U展模塊，用于對(duì)每個(gè)所述塊消息進(jìn)行消息字?jǐn)U展，得到用于壓縮計(jì)算的消息字；壓縮函數(shù)模塊，用于對(duì)所述消息字進(jìn)行壓縮計(jì)算，得到計(jì)算結(jié)果；所述壓縮函數(shù)模塊采用基于壓縮器和工作變量寄存器構(gòu)成的流水線計(jì)算架構(gòu)，所述壓縮函數(shù)模塊中存儲(chǔ)有壓縮計(jì)算所需的計(jì)算變量，所述計(jì)算變量隨著輪數(shù)變化而變化。如此，通過(guò)流水線計(jì)算架構(gòu)解決現(xiàn)有技術(shù)中密碼芯片對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)安全計(jì)算效率低的問(wèn)題，結(jié)合預(yù)存儲(chǔ)的計(jì)算變量提高了數(shù)據(jù)計(jì)算效率。
35、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識(shí)本公開的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本公開的范圍。本公開的其它特征將通過(guò)以下的說(shuō)明書而變得容易理解。
1.一種數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述裝置包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓縮函數(shù)模塊中的壓縮器包括：第一csa、第二csa、第三csa；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓縮函數(shù)模塊，包括：存儲(chǔ)器，用于接收輪數(shù)，輸出所述輪數(shù)對(duì)應(yīng)的計(jì)算變量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)器，還用于接收并存儲(chǔ)壓縮計(jì)算所需的至少一個(gè)輪數(shù)和每個(gè)輪數(shù)對(duì)應(yīng)的計(jì)算變量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)器采用雙端口模式，在同一時(shí)鐘內(nèi)，支持同時(shí)對(duì)所述存儲(chǔ)器進(jìn)行讀操作和寫操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述壓縮函數(shù)模塊還包括：8個(gè)工作變量寄存器；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓縮函數(shù)模塊包括64個(gè)壓縮單元，每個(gè)所述壓縮單元包括：壓縮器和8個(gè)工作變量寄存器，所述壓縮器包括：第一csa、第二csa、第三csa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述消息字?jǐn)U展模塊，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述擴(kuò)展器中定義有寄存器，用于存放第二消息字。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，每完成一輪迭代計(jì)算，所述消息字寄存器組用于將序號(hào)最小的消息字更新為當(dāng)前迭代計(jì)算對(duì)應(yīng)的消息字。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述消息字寄存器組包括：16個(gè)消息字寄存器，用于存儲(chǔ)隨迭代計(jì)算變化的所述消息字。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓縮函數(shù)模塊采用sm3雜湊算法。
13.一種數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述方法包括：
14.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：至少一個(gè)處理器；以及，與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器；其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行權(quán)利要求13所述的方法。
15.一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法。