免费论文：基于SMS4算法的高速WPI协议协处理器设计与实现

无线局域网国家标准中采用的WAPI安全协议由无线局域网鉴别基础结构WAI(WLAN Authentication Infrastructure)和无线局域网保密基础结构WPI(WLAN Privacy Infrastructure)组成。WPI协议采用的SMS4算法是我国首次公布的国家标准分组密码算法。 在WPI协议中的性能瓶颈在于SMS4算法实现的速度和对同一组数据需要进行的两次算法运算。这很大的限制了WPI协议处理性能的提高，同时也给采用WAPI协议的无线局域网设备带来了很大的计算量。为解决这些问题，本文在深入研究了SMS4算法和WPI协议的基础上，提出了双SMS4算法核等多种优化方法，设计并实现了基于SMS4算法的WPI协议高速协处理器。所设计的WPI协议协处理器采用双SMS4算法核进行并行计算，并结合三级流水线，在较低的资源开销下达到了较高的性能。经过测试与分析，在SMIC 0.18um逻辑单元库上综合后, WPI协议协处理器的处理速率可达852.5Mbps，在XILINX公司的XC2V1000FPGA芯片上实现后的处理速率可达358Mbps。同时，还可以通过增加SMS4算法内部处理并行性的方法在SMIC 0.18um逻辑单元库上获得最大3.386Gbps的处理速率。 本文设计的WPI协议协处理器能够以较低的成本使各种当前的无线局域网产品获得较大的性能提升，也为WAPI协议在其它通讯标准中的应用提供了更有效的手段。

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