?????????本文分析了SHA-256 算法的基本工作流程，對算法硬件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵路徑進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，討論了幾個(gè)關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)方案。最后給出了基于Altera 公司的CYCLONE 系列FPGA 的實(shí)現(xiàn)結(jié)果。
關(guān)鍵字：SHA-256 FPGA VHDL
???????? 雜湊函數(shù),是指能夠把可變輸入長度的數(shù)字串M 轉(zhuǎn)換成較短的固定長度的輸出數(shù)字串H 的一種函數(shù)，以h表示，h（M ）易于計(jì)算，稱H＝h（M ）為M 的雜湊值，也稱哈
希值、雜湊碼等。它可以配合公鑰算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名機(jī)制，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性認(rèn)證以及數(shù)據(jù)起源認(rèn)證檢測等，在網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議SSL 和IPSec[1]中有著廣泛應(yīng)用。
????????? SHA（SECURE HASH STANDARD，安全哈希標(biāo)準(zhǔn)），是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（NIST）和美國國家安全局（NSA）一道設(shè)計(jì)的雜湊算法，是使用最為廣泛的安全雜湊算法之一。該算法于1993 年5 月11 日起采納為標(biāo)準(zhǔn)。后經(jīng)不斷改進(jìn)現(xiàn)已經(jīng)發(fā)布五種安全哈希標(biāo)準(zhǔn)，分別為SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512。但隨著中國專家先后破解了MD5、SHA-1等國際通用密碼。美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（NIST）表示，為配合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，美國政府5 年內(nèi)將不再使用SHA-1，并計(jì)劃在2010 年以前改用先進(jìn)的SHA-224、SHA-256、SHA-384及SHA-512 的密碼系統(tǒng)。由此可見，SHA-224、SHA-256、SHA-384 及SHA-512 算法在不久的將來將會廣泛使用。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，用戶對算法的運(yùn)算速度也提出了越來越高的要求，而用硬件實(shí)現(xiàn)算法是提高其運(yùn)算速度的有效途徑。另外，硬件實(shí)現(xiàn)算法在抵御諸如黑客攻擊等安全問題方面也比軟件實(shí)現(xiàn)有著較大優(yōu)勢。本文在分析SHA-256[2]的基礎(chǔ)上，選用Altera公司的CYCLONE [3]系列器件，采用VHDL 語言進(jìn)行描述，給出了該算法的一種電路設(shè)計(jì)方案。