基于布鲁姆过滤器算法和三态内容寻址存储器的高效范围匹配方法

作     者：戴紫彬 刘航天 DAI Zibin;LIU Hangtian

作者机构：信息工程大学密码工程学院 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2016年第38卷第8期

页      面：1872-1879页

核心收录：

学科分类：0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 

主　　题：范围匹配 布鲁姆过滤器 三态内容寻址存储器 零范围扩张 低功耗 

摘      要：该文基于布鲁姆过滤器算法和三态内容寻址存储器(Ternary Content Addressable Memory,TCAM)技术提出一种高效范围匹配方法,解决了目前TCAM范围匹配方案存在的存储利用率低、功耗大的问题。设计基于最长共同前缀的分段匹配算法(Segmented Match on Longest Common Prefix,SMLCP)将范围匹配拆分为前缀匹配和特征区间比对两步,TCAM空间利用率达到100%。根据SMLCP算法设计了BF-TCAM模型,使用布鲁姆过滤器对关键字过滤,屏蔽无关项参与比较,大幅降低功耗。使用流水线缩短关键路径长度,使查找操作在一个时钟周期内完成。研究结果表明,所提方法实现了零范围扩张,工作功耗较传统TCAM降低50%以上。