first release

This commit is contained in:
lf 2020-07-29 19:00:57 +08:00
parent 2a7a84e72c
commit eebf1b749f
4 changed files with 112 additions and 7 deletions

103
README.md
View File

@ -1 +1,104 @@
# SM3_core
国密 SM3 杂凑算法的硬件 IPRTL 采用 Verilog 开发,测试平台使用 SystemVerilog 语言。
### 算法与标准
SM3 是中国的杂凑密码算法国家标准SM3 算法与 SHA、MD5 等算法同属于杂凑算法,又称哈希算法,散列算法等。
SM3杂凑算法是我国自主开发的密码算法并于2016年上升为国家标准。
SM3算法采用Merkle-Damgård结构消息分组长度512比特摘要结果长度256比特。SM3 算法包括消息填充分组,消息扩展以及消息压缩三个步骤。
整体结构与 SHA-256 算法结构接近,但增加了多种新设计技术以提高安全性。
[SM3标准文本](http://www.gmbz.org.cn/main/viewfile/20180108023812835219.html)
### 功能
- 输入任意长度的消息
- 运算完成消息的杂凑值输出
### 特性
- 输入消息长度按字节对齐;消息长度支持标准规定的最长消息长度:(2^64-1) 比特
- 输入与内部运算位宽可为 32/64 比特 64 bit 特性将于 v1.0 支持)
- 单个消息块运算时钟周期为 65 (32 bit) / 33 (64 bit)
- 最大吞吐(FPGA : //TODO ASIC: //TODO)
### 接口
目前采用简单接口设计,将在未来版本支持 AXI 等总线接口。
#### 输入
- 时钟与异步复位 clk ,rst_n
- 消息数据 msg_inpt_d
- 消息数据有效
- 消息数据末尾(表示当前数据为消息的最后一块) msg_inpt_lst
- 消息数据字节有效 msg_inpt_vld_byte
#### 输出
- 消息输入就绪
- 杂凑结果
- 杂凑结果输出有效
| 信号 | 方向 | 位宽 | 描述 |
| ----------------- | ---- | ----- | ------------------------------------------------------ |
| clk ,rst_n | I | 1 | 时钟与异步复位 |
| msg_inpt_d | I | 32/64 | 消息数据 |
| msg_inpt_vld | I | 1 | 消息数据有效 |
| msg_inpt_lst | I | 1 | 消息数据末尾(表示当前数据为消息的最后一块) |
| msg_inpt_vld_byte | I | 4/8 | 消息数据字节有效(一般在非对齐的消息末尾标识有效字节) |
| msg_inpt_rdy | O | 1 | 消息输入就绪 |
| cmprss_otpt_res | O | 256 | 杂凑结果输出 |
| cmprss_otpt_vld | O | 1 | 杂凑结果输出有效 |
#### 波形示例
下图是一个例子,输入数据共 9 个字节,分为 3 个周期输入,其中前两个周期为完整的 32 bit 字,第三个周期输入字不对称,仅高字节有效,因此 msg_inpt_vld_byte 信号为 4'b1000。
![image-20200729185602230](D:\workspace_c\pro_sm3_ip\SM3_core\doc\example_img.png)
### 实现与测试
SM3_core 虽然最初为 FPGA 平台设计,但由于其本身不包括任何 FPGA IP 与原语,因此同样适用于 ASIC 平台。
#### 测试
SM3_core 目前提供了一个基于 Modelsim 与 Windows 10 的测试平台,以及相应的运行脚本,其中测试平台:
- 生成长度与内容随机的消息激励
- 将消息激励分别输入 C 语言参考模型(通过 DPI与逻辑模块顶层
- C 语言参考模型修改自 GMSSL 项目
- 判断两者输出是否一致
#### 运行测试How to run
运行 sim/run/run_sim.bat 脚本启动测试平台,该脚本
- 通过环境变量获取 Modelsim 路径(实际通过 License 变量LM_LICENSE_FILE
- 目前已经测试的 Modelsim 版本与环境10.5 on Win10
#### 实现
- FPGAVirtex-7 with Vivado 18.3 //TODO
- ASIC: //TODO
### 未来演进
- 在 FPGA/ASIC 平台上对实现的性能进行分析
- 实际支持 64 位总线与内部运算位宽
- 支持更多的仿真工具,如 VCS
- 支持 AXI-stream 总线接口
- 提供更完善的文档支持
###

BIN
doc/example_img.png Normal file

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 22 KiB

View File

@ -1,9 +1,11 @@
{ signal: [
{ name: "clk", wave: "p.....|..." },
{ name: "Data", wave: "x.345x|=.x", data: ["head", "body", "tail", "data"] },
{ name: "Request", wave: "0.1..0|1.0" },
{},
{},
{},
{ name: "Acknowledge", wave: "1.....|01." }
{ name: "rst_n", wave: "01....|..." },
{ name: "msg_inpt_d", wave: "x.335x|x..", data: ["Data", "Data", "Data"] },
{ name: "msg_inpt_vld_byte", wave: "x.224x|x..", data: ["4'hF", "4'hF", "4'h8"] },
{ name: "msg_inpt_vld", wave: "01...0|..." },
{ name: "msg_inpt_lst", wave: "0...10|..." },
{ name: "msg_inpt_rdy", wave: "1....0|.1." },
{ name: "cmprss_otpt_res", wave: "x....x|x2x", data: ["Res"] },
{ name: "cmprss_otpt_vld", wave: "0.....|.10" }
]}

View File

@ -159,7 +159,7 @@ task automatic task_rndm_inpt_cmpr_cmodel(
//打印返回的摘要值
foreach(res[i])
$display("SV array af %d:%x", i,res[i]);
$display("C model output %d:%x", i,res[i]);
endtask //automatic