王子帆,谢良正,魏自强,王文玺,杨 聪

当前信息安全形势严峻，为保障各类国产设备信息传输的安全及可控，开展基于FPGA（现场可编程门阵列，Field Programmable Gate Array）的国产密码算法ZUC（祖冲之）算法高效实现方案展开研究。通过针对ZUC算法当中由线性反馈移位寄存器、比特重组以及非线性函数所构成的核心结构还有运算原理予以深入地剖析，连同FPGA所具有的并行处理以及可重构特性相结合，针对算法实现架构实施优化设计。涵盖了模块并行化、流水线技术的应用、资源的优化配置以及安全增强的措施。选取紫光同创PG2L100H FPGA开发板作为试验平台，通过代码编写、功能仿真、综合实现以上板测试。结果显示方案提高资源使用率，在处理不同规模的数据时，运行时间线性增长，平均加密吞吐量达到20.56Mbps，平均解密吞吐量达到21.13Mbps。相较于软件实现方式而言，在加密速率、安全性、及使用场景方面具备显著的优势，为ZUC国密算法于加密通信领域的广泛应用给予了一定支撑。

ZUC密码；FPGA；流线型架构；安全增强

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