支持国产密码算法的高速PCIe密码卡的设计与实现

摘要

cqvip:密码卡在信息安全领域发挥着重要作用,但当前密码卡存在性能不足的问题,难以满足高速网络安全服务的需要。该文提出一种基于MIPS64多核处理器的高速PCIe密码卡的设计与系统实现方法,支持SM2/3/4国产密码(GM)算法以及RSA,SHA,AES等国际密码算法,系统包括硬件模块,密码算法模块,主机驱动模块和接口调用模块;对SM3的实现提出一种优化方案,性能提升了19%;支持主机以Non-Blocking方式发送请求,单进程应用即可获得密码卡满载性能。该卡在10核CPU下SM2签名和验证速度分别为18000次/s和4200次/s,SM3杂凑速度2200 Mbps,SM4加/解密速度8/10 Gbps,多项指标达到较高水平;采用1300 MHz主频16核CPU时,SM2/3的性能指标提高1倍,采用48核CPU时SM2签名速度可达到105次/s。