[发明专利]一种基于OpenSSL的国密算法硬件加速方法

说明书

本发明涉及一种基于OpenSSL的国密算法硬件加速方法，获取CPU型号，判断是否为兆芯相关的CPU型号，判断其是否支持用于硬件加速的GMI指令，如果不支持GMI指令，正常调用OpenSSL的evp接口进行软加解密；如果支持GMI指令，初始化支持硬件加速加解密的相关参数，调用相关接口进行数据传输的硬件加速加解密；本方法可以使OpenSSL实现硬件加速加解密，处理速度提高明显。

技术领域

本专利申请属于硬件加解密技术领域，更具体地说，是涉及一种基于OpenSSL的国密算法硬件加速方法。

背景技术

随着互联网、物联网的快速发展，网络和信息安全事件不断出现，因此信息安全越来越受到各个行业的广泛重视，而密码学算法是信息安全的核心技术和基础支撑，可以说是整个信息安全的灵魂所在。

国密算法是指由国家密码管理局颁布的一系列密码学算法标准，包括SM1、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9以及祖冲之密码算法（ZUC）等一系列的密码算法。其中，SM1、SM4、SM7以及ZUC属于对称加密算法，SM2、 SM9属于非对称密码算法，而SM3是密码杂凑算法，也即常见的哈希算法。

OpenSSL是一套应用广泛的、开源的支持传输层安全协议的密码学基础库和全功能软件包，也已经支持国密SM2、SM3、SM4等加密算法。

硬件加速则需要兆芯硬件支持，由兆芯设计实现的GMI是一组硬件加速指令集，目前已经实现了两条CPU指令，分别用于加速国密算法SM3和SM4。

目前的OpenSSL高版本虽然已经支持国密算法，但仅仅只能做到软加解密，计算速度慢，性能相对较低。无法做到硬件加速加解密。

软加解密，完全由软件实现的方式，不需要其他的硬件设备进行的加解密，往往被称作软加解密。

硬件加速加解密，是指在软加解密的基础上使用硬件设备的高性能等特点，把原本比较复杂的编码算法，进行硬件指令化，简化操作复杂度，提高计算速度和性能。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于OpenSSL的国密算法硬件加速方法，以使OpenSSL实现硬件加速加解密。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于OpenSSL的国密算法硬件加速方法，包括如下步骤：

步骤S1、初始化OpenSSL，输入加解密类型；

步骤S2、获取CPU型号，判断是否为兆芯相关的CPU型号；

步骤S3、如果不属于兆芯相关的CPU型号，执行步骤S5；

步骤S4、如果属于兆芯相关的CPU型号，判断其是否支持用于硬件加速的GMI指令，如果不支持GMI指令，执行步骤S5；如果支持GMI指令，执行步骤S6；

步骤S5、正常调用OpenSSL的evp接口进行软加解密；

步骤S6、初始化支持硬件加速加解密的相关参数，调用相关接口进行数据传输的硬件加速加解密；

步骤S7、步骤S5或步骤S6执行后（硬件加速加解密或软加解密执行后），释放空间。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤S1中，加解密类型是软加解密类型，即OpenSSL中的SM3，以及SM4的ecb、cbc、cfb、ofb、ctr五种模式加解密类型。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤S2中，通过调用汇编语言获取CPU型号，与兆芯相关的CPU型号包括ZX-C、ZX-D和ZX-E。

本发明技术方案的进一步改进在于：步骤S6中，硬件加速加解密适用的算法为SM3算法和SM4算法。