[发明专利]面向数据流架构的SHA算法执行方法、存储介质、电子装置

说明书

本发明提供一种面向数据流架构的SHA算法执行方法，对于逻辑左移操作，依次处理数据分量n₁到数据分量n_I。该方法包括：对于寄存器i的数据分量n_i，将其与高位为j个1的K位二进制数1...1000...00进行按位与操作；将按位与操作的结果逻辑右移K－j位，得到寄存器i+1的进位值，并存入寄存器i的输出值REG＿OUT中；将寄存器i的数据分量n_i左移j位后加上寄存器i－1向寄存器i的进位值REG＿IN，得到寄存器i的结果值；依次在寄存器1到寄存器I中分别重复执行上述步骤。

技术领域

本发明涉及计算机体系结构领域，尤其涉及一种面向数据流架构的SHA算法执行方法、存储介质、电子装置。

背景技术

安全散列算法(Secure Hash Algorithm，SHA)主要用于对数据(比如一个文件)创建数字签名，以便于用户在不破坏它的安全性的前提下对它的真实性进行验证，在实现区块链当中的各个环节都有着不可替代的作用。

数据流架构是一种不同于冯诺依曼架构的计算机体系结构，由于其具有访存需求少、同步开销低等优点，在神经网络、科学计算等应用中取得较好的性能。但是其不同于传统计算机的程序执行模式，导致数据流计算机不能适应广泛的应用场景。再者，现今还未开发出广泛接受的数据流架构的软件栈，复杂的程序想移植到数据流架构计算机，需要专门的技术人员进行设计与优化。SHA算法是一种具有代表性的复杂算法。

将SHA算法移植到数据流架构计算机的难点主要有：SHA算法中的操作数位宽较多，常见的有256bit、384bit，而且在算法中存在大量的对此类“大数”的逻辑移位操作，现有计算机常通过循环将“大数”进行拆分操作完成，然而数据流架构的程序执行过程是将程序的数据流图映射到执行阵列，对于SHA算法中频繁出现的“大数”逻辑移位操作，生成每个操作的数据流图然后映射到执行阵列上，是不可行的。因此，面向数据流架构通过低位宽操作实现高位宽逻辑移位操作，是实现SHA算法的关键。

发明内容

本发明的目的在于提出一种面向数据流架构的SHA算法执行方法，能够解决上述的数据流架构中通过低位宽操作实现高位宽逻辑移位操作的问题。

设数据流架构的操作数位宽为K比特，SHA算法中的操作数位宽为N比特，其中N大于K且为K的整数倍，N比特的数据n存储在I个寄存器中，I＝N/K，n_i表示数据n的第i个分量，放置在寄存器i中，n₁表示低位，n_I表示高位。

第一方面，本发明提供一种面向数据流架构的SHA算法执行方法，对于逻辑左移操作，依次处理数据分量n₁到数据分量n_I。该方法包括：对于当前寄存器i的数据分量n_i，将其与高位为j个1的K位二进制数1...1000...00进行按位与操作；将按位与操作的结果逻辑右移K－j位，得到高一位寄存器i+1的进位值，并存入当前寄存器i的输出值REG＿OUT中；将当前寄存器i的数据分量n_i左移j位后加上低一位寄存器i－1向当前寄存器i的进位值REG＿IN，得到当前寄存器i的结果值；依次在低位寄存器1到高位寄存器I中重复执行上述步骤。

另外，本发明还提供一种面向数据流架构的SHA算法执行方法，对于逻辑右移操作，依次处理数据分量n_I到数据分量n₁。该方法包括：对于当前寄存器i的数据分量n_i，将其与低位为j个1的K位二进制数00...01...1进行按位与操作；将按位与操作的结果逻辑右移左移K－j位，得到向低一位寄存器i－1的进位值，并存入当前寄存器i的输出值REG＿OUT中；将当前寄存器i的数据分量n_i右移j位后与高位为j个0的K位二进制数0...01...1进行与运算，再加上高一位寄存器i+1向当前寄存器i的进位值REG＿IN，得到当前寄存器i的结果值；依次在高位寄存器I到低位寄存器1中重复执行上述步骤。