一种SM4加密算法硬实现设备的制作方法

一种sm4加密算法硬实现设备
技术领域
1.本实用新型涉及加密技术领域，具体为一种sm4加密算法硬实现设备。


背景技术：

2.sm4算法是一个分组算法，用于无线局域网产品。sm4算法是2012年国家密码管理局正式批准的，我国第一个用于无线局域网的商用密码算法，其具有简单、安全、快速的特点。该算法的分组长度为128比特，对称密钥长度为128比特。加密算法与密钥扩展算法都采用32轮非线性迭代结构。解密算法与加密算法的结构相同，只是轮密钥的使用顺序相反，解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。
3.sm4常用于政府系统的数据传输加密，我们使用前端向后端传递信息，或者分布式场景下不同模块之间的调用，可以使用此算法。对参数的数据进行加密，然后后台对加密的数据进行解密再存储到数据库中，保证数据传输过程中，不受泄露，但存在大量数据加密传输时实时性不高等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种sm4加密算法硬实现设备，能够提高数据传输过程中的安全性与实时性，改善大量数据加密传输时实时性不高的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括中心数据终端设备、改进sm4并行加密模块、读取执行命令模块和modbus或iec104设备，所述改进sm4并行加密模块用于对数据进行加密处理，提高数据加密的安全性和实时性，改善数据量较大时的耗时问题，所述读取执行命令模块主要基于modbus或iec104设备，读取执行相应的控制命令，所述modbus与iec104设备均采用tcp/ip网络协议，与其中心数据终端设备进行传输。
6.优选的，所述改进sm4并行加密模块包括主存、cpu、显存、gpu。
7.优选的，所述主存与cpu相互连接，所述显存、gpu相互连接，所述cpu与显存相互连接。
8.优选的，所述读取执行命令模块是基于modbus或iec104设备中的部分。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型运行稳定可靠，能够提高数据传输过程中的安全性与实时性，改善大量数据加密传输时实时性不高的问题。
附图说明
10.图1为本实用新型sm4加密算法硬实现设备结构框图。
11.图2为本实用新型改进sm4并行加密模块结构框图。
12.图中：1
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中心数据终端设备，2
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改进sm4并行加密模块，3
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读取执行命令模块，4
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modbus或iec104设备。
具体实施方式
13.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
14.请参阅图1
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2，本实用新型提供一种技术方案：包括中心数据终端设备1、改进sm4并行加密模块2、读取执行命令模块3和modbus或iec104设备4；
15.改进sm4并行加密模块2用于数据的加密处理，所述改进sm4并行加密模块2线性连接中心数据终端设备1、读取执行命令模块3；所述改进sm4并行加密模块2包括主存、cpu、显存、gpu，所述主存与cpu相互连接，所述显存、gpu相互连接，所述cpu与显存相互连接。
16.modbus或iec104设备4采用tcp/ip网络协议与其中心数据终端设备1进行传输，所述读取执行命令模块3是基于modbus或iec104设备4中的部分。
17.进一步的，所述数据进入改进sm4并行加密模块2时，其cpu将执行一次密钥扩展，生成轮密钥，而后将其数据块存储于显存中，并调用gpu核函数，对数据块进行并行加密，所述该加密数据块将再次被写入显存内，最后cpu将整体数据块从显存中取回，存于主存内。
18.所述在据量较大的情况下，利用gpu并行计算能力与sm4算法，将数据并行加密，有利于提高加密运算的实时性。
19.进一步的，所述中心数据终端设备1与modbus或iec104设备4均能进行数据的传输。
20.本实用新型的工作原理为：将改进sm4并行加密模块2与中心数据终端设备1、modbus或iec104设备4建立连接关系，当数据经过改进sm4并行加密模块2时，完成一次sm4并行数据加密传输后，并将加密后的数据结果传输出去，完成加密过程，提高数据传输过程中的安全性与实时性。
21.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。


技术特征：
1.一种sm4加密算法硬实现设备，其特征在于：包括中心数据终端设备(1)、改进sm4并行加密模块(2)、读取执行命令模块(3)和modbus或iec104设备(4)；改进sm4并行加密模块(2)用于数据的加密处理，所述改进sm4并行加密模块(2)线性连接中心数据终端设备(1)、读取执行命令模块(3)；modbus或iec104设备(4)采用tcp/ip网络协议与其中心数据终端设备(1)进行传输。2.根据权利要求1所述的一种sm4加密算法硬实现设备，其特征在于：所述改进sm4并行加密模块(2)包括主存、cpu、显存、gpu。3.根据权利要求2所述的一种sm4加密算法硬实现设备，其特征在于：所述主存与cpu相互连接，所述显存、gpu相互连接，所述cpu与显存相互连接。4.根据权利要求1所述的一种sm4加密算法硬实现设备，其特征在于：所述读取执行命令模块(3)是基于modbus或iec104设备(4)中的部分。

技术总结
本实用新型公开了一种SM4加密算法硬实现设备，包括中心数据终端设备、改进SM4并行加密模块、读取执行命令模块和ModBus或IEC104设备，所述改进SM4并行加密模块用于对数据进行加密处理，提高数据加密的安全性和实时性，改善数据量较大时的耗时问题，所述读取执行命令模块主要基于ModBus或IEC104设备，读取执行相应的控制命令，所述ModBus与IEC104设备均采用TCP/IP网络协议，与其中心数据终端设备进行传输，本实用新型运行稳定可靠，能够提高数据传输过程中的安全性与实时性，改善大量数据加密传输时实时性不高的问题。传输时实时性不高的问题。传输时实时性不高的问题。


技术研发人员：尹晶 胡雪莹 黄俊皓 刘俊 谭鑫波 钱泽泶 郭富城
受保护的技术使用者：长春理工大学光电信息学院
技术研发日：2021.04.23
技术公布日：2021/10/23