分组密码uBlock算法快速软件实现

作     者：高莹 汪龙昕 田蕾 胡洋 张宇鹏 严宇 伍前红 

作者机构：空天网络安全工业和信息化部重点实验室 北京航空航天大学网络空间安全学院 

出 版 物：《国防科技大学学报》 (Journal of National University of Defense Technology)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

基　　金：国家重点研发计划（2022YFB2701600） 国家自然科学基金项目（61932011 61972017） 北京市自然科学基金项目（M21033） 

主　　题：uBlock算法 AVX2指令集 并行运算 低延迟 软件快速实现 

摘      要：为对国产分组密码算法uBlock进行软件优化，选择支持256比特数据位宽的高级矢量扩展（Advanced Vector Extension 2， AVX2）指令集，提高编译器自动优化等级，优化函数的调用过程，优化数据存储结构，综合使用高位并行、低延迟指令逻辑优化等方法实现单线程并行计算。通过使用这种有效的组合方法，uBlock-128/128算法、uBlock-128/256算法和uBlock-256/256算法的速度较原版代码分别提升269%、182%和49%。基于这些优化方法，uBlock-128/128、uBlock-128/256和uBlock-256/256三个算法版本均实现了单密钥场景与多密钥场景。