雙合成域高級加密標準存儲器加密引擎制造技術

可對加密和解密加速器選擇多項式的不同集合。也就是說，多項式的不同集合用于加密和解密，各集合選擇成使用較小面積，并且為存儲器加密引擎輸送更大功率。這在一些實施例中是有利的，因為存儲器讀操作通常比存儲器寫是更為關鍵并等待時間敏感的。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】雙合成域高級加密標準存儲器加密引擎
[0001 ] 本專利技術一般涉及存儲器加密引擎。
技術介紹
存儲器加密引擎用來在數據寫到存儲器以及從其中讀取時保護數據。通常，加密使用高級加密標準(AES)。參見 NIST Advanced Encryption Standard (FIP pub.197,2001年11月26日)。高級加密標準是用來對所有讀和寫存儲器存取進行加密和解密的對稱密鑰加密協議。為了防止讀和寫干擾(swamp)處理器性能，硬件加速AES加密和解密操作是合乎需要的。AES提供若干操作模式。AES-128、AES-192和AES-256操作模式分別對AES輪操作的10、12和14次迭代提交128位輸入數據。AES輪操作包括連續置換字節、偏移行(ShiftRow)和混合列(Mixed Column)變換,之后接著添加圓鍵(AddRound Key)操作。在取代字節變換期間，128位輸入數據的每8位輸入到16個S盒之一中。每個S盒計算它在伽羅瓦域GF(28)中的相應8位輸入的乘法逆。一些實現將8位輸入映射到合成域(GF (24)2)，計算GF (24)2中的乘法逆，將結果又映射到基本域GF (28)，并且進入偏移行變換。【附圖說明】針對下列附圖來描述一些實施例: 圖1是存儲器加密引擎的示意圖； 圖2是按照一個實施例的高級加密標準S盒； 圖3是按照本專利技術的一個實施例的乘法器方程的圖示； 圖4是按照一個實施例的GF(24)乘法器的圖示； 圖5是按照一個實施例、用于加密和解密的S盒子塊的圖示； 圖6是按照另一個實施例、用于加密和解密的S盒子塊的圖示； 圖7是按照一個實施例、用于加密的混合列塊的示意圖； 圖8是一個實施例的流程圖；以及 圖9是一個實施例的系統圖不。【具體實施方式】按照一些實施例，為加密和解密加速器選擇多項式的不同集合。也就是說，多項式的不同集合用于加密和解密，各集合選擇成使用較小面積(area)，并且為存儲器加密引擎輸送更大功率。這在一些實施例中是有利的，因為存儲器讀操作通常比存儲器寫是更為關鍵并等待時間敏感的。參照圖1，將來自存儲器26的讀數據提供給存儲器加密引擎10中的2:1復用器，并且然后提供給存儲器讀路徑中的添加圓鍵單元14。由此，數據轉到置換字節塊16、偏移行塊18和混合列/添加圓鍵塊20。在10次迭代之后，按照一個實施例，輸出來自核心22的讀數據。核心22可以是處理器、例如中央處理單元。把來自核心22的工作數據提供給存儲器寫路徑中的2:1復用器，并且然后提供給逆混合列/添加圓鍵單元20a。由此，數據轉到逆置換字節單元16a和逆偏移行單元18a。按照一個實施例，最后，在10次迭代之后，數據從向存儲器26寫數據的添加圓鍵單元14a輸出。在一些實施例中，通過在存儲器讀期間使用AES-128加密的更簡單計算，而在存儲器寫期間使用AES-128解密，進行折衷以改進讀路徑。這避免使用更復雜的AES-128解密存儲器讀。從硅面積使用角度來看，比寫端口更多數量的讀端口的存在也使這種折衷具有吸引力。獨立加密和解密硬件用于同時讀和寫操作使多項式的同一集合用于加密和解密是未達最佳的。因此，一些實施例使用多項式的兩個集合:一個用于加密而另一個用于解LU O為了促進置換字節中的逆計算，GF(28)中的明文操作數映射到GF(24)2的合成域。合成域中的對應二項元素表示為shx+sl，其中元素sh和si是GF(24)的域中的項，以及合成域通過多項式X2+αχ+β來定義。另一方面，GF(24)的基本域中的操作通過基本域多項式來定義。對階4的基本域多項式存在16個潛在選擇，范圍到X4、x4+l…x4+x3+x2+x+l。基本域多項式是對GF(2)不可約的多項式，即，它沒有在GF(2) = {0，1}中的根。這種要求消除大多數選擇，從而留下X4 +x+l、x4+x3+l和x4+x3+x2+x+l作為潛在基本域多項式。 合成域GF (24)2是基本域GF (24)的擴展。因此，它與稱作合成域多項式χ2+α χ+β的生成多項式關聯，其中α和β是GF(24)的元素。在一些實施例中，多項式可以是在GF(24)中不可約的(即，沒有根)。對于合成域多項式存在256個潛在候選，范圍到X2、X2+1>…..x2+Fx+E、x2+Fx+F。基本和合成域多項式的4096個可能組合的列表通過對不可約性的測試來削減到360個組合。下一個步驟涉及搜索GF(24)2中作為合成域的根(即，θ2+αθ+β=0)并且具有也作為原始GF(28)生成多項式的根(即，(e08+(ey)4+(ey)3+(ey)+l=0)的某個冪‘y’的元素‘e’。元素ey形成合成域的基礎。上述測試產生360個組合中的8個潛在基礎，從而產生合成域的2880個有效表示。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種方法，包括：???????在存儲器加密引擎中將多項式的第一集合用于加密；以及???????在所述引擎中將多項式的不同集合用于解密。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種方法，包括: 在存儲器加密引擎中將多項式的第一集合用于加密；以及 在所述引擎中將多項式的不同集合用于解密。2.如權利要求1所述的方法，包括將加密操作用于讀取。3.如權利要求1所述的方法，包括使用高級加密標準。4.如權利要求1所述的方法，包括選擇多項式以優化面積使用。5.如權利要求1所述的方法，包括選擇多項式以優化功率消耗。6.如權利要求1所述的方法，包括使用伽羅瓦多項式。7.如權利要求1所述的方法，包括使用不可約多項式。8.如權利要求1所述的方法，包括定位作為合成域的生成元和根兩者的本原元素。9.如權利要求8所述的方法，包括確保元素存在于所述域中，使得沒有所述元素的冪為一。10.一種存儲指令的非短暫性計算機可讀介質，所述指令使處理器能夠: 將多項式的第一集合用 于加密；以及 將多項式的不同集合用于解密。11.如權利要求10所述的介質，還存儲將加密操作用于讀取的指令。12.如權利要求10所述的介質，還存儲使用高級加密標準的指令。13.如權利要求10所述的介質，還存儲選擇多項式以優化面積使用的指令。14.如權利要求10所述的介質，還存儲選擇多項式以優化功率消耗的指令。15.如權利要求10所述的介質，還存儲使用伽羅瓦多項式的指令。16.如權利要求10所述的介質，還存儲使用不可約多項式的指令。17.如...

【專利技術屬性】
技術研發人員：SK馬修，S蓋倫，RK克里什納墨菲，
申請(專利權)人：英特爾公司，
類型：發明
國別省市：美國;US