轻量杂凑函数LHash快速软件实现

• 作者: 吴文玲 张蕾 郎欢
• 来源期刊: 密码学报
• 学科: 工学
• 关键词: 轻量杂凑函数 LHash 软件实现 SSE指令 nibble-slice技术
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 页码范围: 345-359
• 页数: 15页
• 分类号: TP309.7
• 字数: 6653字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13868/j.cnki.jcr.000187

摘要

轻量级密码算法是适宜物联网等资源受限环境的密码算法.随着物联网等应用的推广普及,物联网设备采集的数据经轻量级密码算法处理后大量汇集到云端,在云端高性能计算机需要对加密数据进行快速解密,因此,轻量级密码算法的快速软件实现技术成为一个重要的研究内容.LHash是一个低功耗的轻量级杂凑函数,具有灵活可调的参数,设计者给出了4种建议规模.本文探讨LHash算法的软件优化实现方法.利用SSE指令和nibble-slice技术,我们给出了轻量杂凑函数LHash的软件优化实现,和目前基于查表的软件实现相比有明显优势.对于LHash的4种建议规模,在Intel Core i7-2600处理器上,相比于查表方法,采用SSE指令的软件实现性能分别提高了;采用nibble-slice技术的软件实现性能分别提高了倍.采用SSE指令和nibble-slice技术的LHash软件实现不存在内存或高速缓存查表21.85%,21.85%,32.03%,33.33%;采用nibble-slice技术的软件实现性能分别提高了2.74,2.74,3.02,3.16倍.采用SSE指令和nibble-slice技术的LHash软件实现不存在内存或高速缓存查表,因此,该软件实现方法可抵抗缓存计时攻击等侧信道攻击.此外,本文中所使用的方法同样适用于轻量分组密码算法LED.