ZUC-256算法的快速软件实现

摘要：

序列密码算法ZUC-128是3GPP机密性算法EEA3和完整性算法EIA3的核心.ZUC-256算法是ZUC-128的升级版本,以应对5G通信安全性需要和后量子技术安全挑战.本文探讨ZUC-256流密码算法在x86架构处理器上的软件优化实现方法.我们利用单指令多数据(Single Instruction Multiple Data,SIMD)技术在ZUC-256密钥流算法已有的快速软件实现的基础上,作更进一步的优化,并给出消息认证码生成算法的软件优化实现.在Intel Xeon Gold 6128处理器上,优化后的密钥流算法在16个密钥或16个IV条件下的软件实现性能可以达到21 Gbps,超过了 5G通信加密标准中的下行速度要求.通过实验对比,密钥流算法的实现性能在已有的结果上最多提升了 56％;同无优化的消息认证码实现方法相比,我们利用SIMD技术的软件实现性能提高了 20倍.

关键词：ZUC-256;序列密码;软件优化;SIMD

所属期刊栏目：8

分类号：TP309.7(计算技术、计算机技术)

在线出版日期：2021-09-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：521-536