一种基于数据存储的流水SHA256硬件实现电路

作者：陈镇江; 张寅; 张志文; 卢仕; 刘玖阳; 万美琳; 戴葵

来源：电子技术应用, 2019, 45(07): 44-49.

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.183277

• SHA256
• 流水
• 翻转
• 锁存器
• 选择器

提出了一种新型的基于数据存储的SHA256全流水数据迭代方式。在全流水SHA256结构中,数据压缩器中的状态寄存器每次更新时只需要计算A和E,而状态寄存器B-D和F-H则可以直接从前一轮中的A-C和E-G得到。且每轮新产生的A和E在经历四级流水传递后将不再被使用,因此A和E生命周期为4个时钟周期。在传统数据迭代的方式中,每次数据更新将会导致A-H共8组寄存器同时翻转。因此,为了减小寄存器的翻转次数,继而降低寄存器的翻转功耗,提出了一种存储方案,即采用锁存器存储每级新产生的A和E,当后级需要使用时,通过选择器选择前级锁存器存储的A和E数据,用于产生本级新的A和E。由此,在进行数据迭代时,每轮只有A和E两组存储器更新,从而可以降低电路的动态功耗。在所提方案中,采用锁存器代替触发器作为存储单元,同时通过由传输门构成的选择器来实现数据的选择。仿真结果表明:在28 nm工艺下,采用数据存储代替寄存器翻转后的SHA256全流水结构功耗降低约27.5%,面积减少约49.2%。

• 单位
  华中科技大学; 光学与电子信息学院