物联网资源受限设备上的SM4算法轻量级设计

"本文主要探讨了面向物联网的SM4算法轻量级实现，该实现旨在适应物联网设备资源有限、处理能力和存储空间较小的特性。SM4算法是我国首个商用分组密码算法，已广泛应用。设计中，通过子密钥扩展和轮函数的交替使用，实现了核心电路，无需额外存储32轮迭代的子密钥，降低了资源占用。同时，密钥存储和检测电路以及实时生成固定参数的电路提高了解密效率。实验结果显示，这种轻量级处理架构具有高效率和低资源占用，非常适合物联网环境中的资源受限设备，具有广阔的实用前景。" SM4算法，全称为国家商用密码算法SM4，是中国于2006年推出的一种128位分组密码算法，适用于商业用途。其加密和密钥扩展算法均采用32轮非线性迭代结构，确保了良好的安全性。加密过程包括多个轮函数运算，而密钥扩展则用于生成每轮所需的子密钥。 针对物联网环境，资源受限的设备需要轻量级的密码算法实现。传统的SM4算法实现可能过于复杂，不适合这些设备。因此，文章提出了基于资源重用的SM4轻量级处理架构。这种架构创新性地将子密钥扩展和轮函数运算整合在一个核心电路中，减少了对存储空间的需求。同时，通过密钥存储和检测电路的优化，可以提高解密性能，减少处理时间。此外，设计的实时生成电路能够根据需要正向或反向生成固定参数，进一步提升了灵活性和效率。 在设计的轻量级处理架构中，加密和解密流程被优化，使得整个系统能在有限的资源下高效运行。通过这种方式，不仅减小了硬件占用，还提高了处理速度，满足了物联网设备的特定需求。实验验证了该架构的有效性，证明其在资源占用和性能之间的平衡做得相当出色，对于物联网环境中的各种资源受限设备来说，这是一种理想的密码算法实现。 面向物联网的SM4算法轻量级实现是针对物联网安全需求的重要解决方案。它通过创新设计优化了算法的资源消耗，提高了运算效率，为物联网设备提供了一种高效且安全的加密手段，有望在物联网领域得到广泛应用。