[实用新型]用于执行散列算法的电路以及执行比特币挖矿算法的装置

说明书

本公开涉及用于执行散列算法的电路以及执行比特币挖矿算法的装置。提供有一种用于执行散列算法的电路，包括：输入模块，用于接收数据；以及运算模块，用于基于接收到的数据计算散列值，运算模块包括：多个寄存器，用于存储运算模块的数据；多个组合逻辑运算部，多个组合逻辑运算部中的每个组合逻辑运算部用于对来自多个寄存器中的一个或多个寄存器的数据执行组合逻辑运算，其中，多个寄存器包括接收从多个组合逻辑运算部中的一个或多个组合逻辑运算部输出的组合逻辑运算数据的第一组寄存器和接收从多个寄存器中的一个或多个寄存器输出的移位数据的第二组寄存器，其中，第一组寄存器由锁存器构成，并且第二组寄存器由触发器构成。

技术领域

本公开总体而言涉及用于实现散列算法(也可以称为哈希算法)的电路，更具体而言，涉及用于比特币矿机芯片的混合锁存优化的电路。

背景技术

自2009年初开始比特币的出现吸引了人们广泛的关注，与此同时分布式虚拟货币的受欢迎程度迅速增加。比特币是一种P2P(Peer-to-Peer)形式的虚拟加密数字货币，其独特之处在于，它不依靠特定货币机构发行，而是依据特定算法通过大量运算来产生。比特币交易使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为，并使用密码学设计来确保安全性。

从密码学的角度而言，比特币是基于SHA-256散列算法的工作量证明 POW(proofof work)，其交易完整性取决于SHA-256的碰撞性和前映像阻力。散列算法是一种将可变长度的数据作为输入并产生固定长度的散列值作为输出的算法，其本质是对信息的提炼。自1993年以来，美国标准与技术研究所先后设计并发布了多个版本的安全散列算法SHA(Secure Hash Algorithm)，SHA-256正是其中一种散列长度为256位的安全散列算法。

比特币挖矿机常年开机运行。使用矿机来进行比特币挖矿的核心是根据矿机计算SHA-256的运算能力来获得奖励。对于矿机而言，芯片尺寸、芯片运行速度和芯片功耗是决定矿机性能的至关重要的三个因素，其中，芯片尺寸决定芯片成本，芯片运行的速度决定矿机运行速度，即算力，芯片功耗决定耗电程度，即挖矿成本。比特币矿机对芯片成本(如面积)、功耗比(每T算力的功率)特别敏感、重视。矿机厂商的技术实力即体现在功耗比这个参数上。在实际应用中，衡量矿机最为重要的性能指标是单位算力所消耗的功率，即功耗算力比。

因此，存在对于具有更低功耗算力比的用于实现散列算法的电路的需求，更具体而言，存在对于具有更低功耗算力比的用于实现比特币矿机芯片的电路的需求。

实用新型内容

根据本公开的第一方面，提供了一种用于执行散列算法的电路，包括：输入模块，用于接收数据；以及运算模块，用于基于接收到的数据计算散列值，所述运算模块包括：多个寄存器，用于存储运算模块的数据，多个组合逻辑运算部，所述多个组合逻辑运算部中的每个组合逻辑运算部用于对来自所述多个寄存器中的一个或多个寄存器的数据执行组合逻辑运算，其中，所述多个寄存器包括接收从所述多个组合逻辑运算部中的一个或多个组合逻辑运算部输出的组合逻辑运算数据的第一组寄存器和接收从所述多个寄存器中的一个或多个寄存器输出的移位数据的第二组寄存器，其中，所述第一组寄存器由锁存器构成，并且所述第二组寄存器由触发器构成。

在一个实施例中，所述电路用于执行SHA-256，其中，所述多个寄存器包括：第一至第八缓存寄存器，用于存储运算模块的中间值，第一至第十六扩展寄存器，用于存储运算模块的扩展数据，其中，所述第一组寄存器包括第一缓存寄存器和第五缓存寄存器以及第十六扩展寄存器，并且所述第二组寄存器包括第二至第四缓存寄存器和第六至第八缓存器以及第一至第十五扩展寄存器。

在一个实施例中，所述触发器是D触发器DFF。

在一个实施例中，所述多个组合逻辑运算部中的一个或多个组合逻辑运算部包括加法器，并且所述第一组寄存器接收从所述加法器输出的运算数据。

在一个实施例中，所述锁存器是采用脉冲类型的时钟信号的锁存器。