一种基于OpenCL的AES并行化实现方法

摘要

本发明公开了一种基于OpenCL的AES并行化实现方法，根据这个方案，能使AES在基于OpenCL的AMD GPU上并行运行时获得最佳性能。该方法包括如下步骤：S1、确定明/密文及轮密钥分组的数量，准备好明/密文及轮密钥的数据；S2、确定AES的执行模式，为编写内核函数做准备；S3、编写内核函数；S4、编写OpenCL程序主文件，为OpenCL程序的执行做准备；S5、设置程序运行参数，分配内存空间，运行程序；S6、获取加解密结果，释放资源。本发明主要通过对AES并行运行时，数据在内存中的合理分配以及并行粒度的合理选择来提升运行性能，可用于快速加解密或口令破解机。

主权项

一种基于OpenCL的AES并行化实现方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、确定明/密文及轮密钥分组的数量，准备好明/密文及轮密钥数据的数据；S2、确定AES的执行模式，为编写内核函数做准备，根据AES的设计，将每一轮的不同操作转化为仅用T表和异或来实现，其具体实现方式是：假设a为一轮的输入，长度为128比特，此处看成是4×4字节的矩阵，按照32比特划分为4份，即a0，a1，a2，a3，1份相当于原有矩阵中的1行，如a_0,j代表原有矩阵中的第一行第j列的元素，d为一轮的输出，那么，d可以表示为：其中T0,T1,T2,T3为4个T表，k_j为第j列要与之异或的子轮密钥；经过上述T表异或处理后，原本需要经过字节替换、行移位、列混合以及轮密钥加四个操作才能获取的一轮的输出，现在就转化为仅依靠查表和异或就能获取到；在完成上述T表异或操作前需要预先准备好T表并将其写在内核文件中；T表的类型可设为4字节的静态无符号整型私有值、4字节的无符号整型常量或静态无符号整型常量类型，需要注意，T表应写在内核函数之外，因为内核函数之内不允许使用静态类型，而且将T表写在内核函数中会导致程序运行时性能的下降；S3、编写内核函数；S4、编写OpenCL程序主文件，为OpenCL程序的执行做准备；S5、设置程序运行参数，分配内存空间，运行程序；S6、获取加解密结果，释放资源。