Instruction Set Extension Implementation for AES-CCM in IEEE802.15.4
Bin Feng, Deyu Qi, Hai-wen Han · JOURNAL OF ELECTRONICS INFORMATION TECHNOLOGY · 2014
该文在高级加密标准(AES)快速算法的基础上，设计了一组基于可配置处理器NiosII上的扩展指令，用于IEEE802.15.4标准媒体访问控制层中基于AES算法的计数器模式和密码分组链接消息验证码(AES-CCM)协议的硬件加速。该文首先推导出快速算法中用于轮变换的查找表与S盒的逻辑关系，然后通过复合域变换方法用硬件电路实现S盒的计算，从而消除了支撑扩展指令集的硬件逻辑对片上存储空间的消耗。同时给出该协议基于查表法的扩展指令集和协处理器的设计方案，并在EP2C35芯片上进行实现和对比。该方案仅消耗223个逻辑单元(LE)，吞吐量为668.7 kbps，时钟周期数比软件算法加速174.6倍，芯片面积仅为协处理器方案的9.5%，显著降低了无线传感网节点设备的成本和功耗。