GPU上SM4算法并行实现

• 作者: 吉晨昊 周长春 李秀滢 段晓毅
• 来源期刊: 信息网络安全
• 学科: 工学
• 关键词: 图形处理器 并行计算 CUDA SM4
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 技术研究
• 页码范围: 36-43
• 页数: 8页
• 分类号: TP309
• 字数: 4783字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-1122.2020.06.005

摘要

密码算法的运算速度与算力成正比,一些学者通过提高CPU速度、使用硬件加密卡等方案提高密码算法运算速度.随着图形处理器(GPU)在高性能并行计算领域的广泛应用,国内外学者已经展开了基于GPU加速密码运算的研究,但这些研究基本都是基于DES、AES等国际公开算法的,针对国产商用密码算法SM4的研究还较少.文章在深入研究GPU并行计算机制的基础上,通过研究最优明文数据块、GPU存储类型和线程块对SM4加密的加速比问题,结合CPU与GPU的特性,提出一种GPU上并行SM4算法的最优加解密方案.结果表明,当明文数据块小于8 KB时,加速比(Ep)小于1;明文数据块大小为64 KB时,加速比开始大幅增加;明文数据块大小为256 KB时,加速比达到最大.当选择常量存储作为中间数据存储时,加密速度有所提升,对于大数据量、高速运算的需求来说,这种提升是很有必要的.最优线程块的大小为128～512(必须为32的倍数)个线程数.实验环境下,文章中实现的最优GPU加密方案的速度为普通CPU加密方案速度的26倍.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周长春	北京电子科技学院电子与通信工程系	12	71	4.0	8.0
3	李秀滢	北京电子科技学院电子与通信工程系	16	65	4.0	8.0
5	段晓毅	北京电子科技学院电子与通信工程系	18	24	3.0	4.0
8	吉晨昊	北京电子科技学院电子与通信工程系	1	0	0.0	0.0