16、8位微控制器上对称算法实现与批量计算优化

8位微控制器上对称算法实现与批量计算优化

在现代的信息安全领域，微控制器上的对称算法实现以及批量计算优化是两个重要的研究方向。本文将深入探讨8位微控制器上对称算法的实现情况，以及如何通过结合关键计算和批量验证来提升性能。

8位微控制器上对称算法实现

在8位微控制器上实现选定的加密算法，具有高效且紧凑的特点。下面以Trivium算法为例进行介绍。

Trivium是最后一个在微控制器上实现的算法。尽管它是面向硬件设计的，但也能以非常紧凑的方式在软件中实现。Trivium有不同的优化版本：
- 代码大小优化版本 ：每次迭代生成1个密钥流位，仅需332字节的代码。初始化需要85697个时钟周期，生成128位密钥流需要9488个时钟周期。
- 效率优化版本 ：每次迭代生成8个密钥流位，通过加倍代码大小显著减少了执行时间。
- 速度优化版本 ：每次迭代生成16个密钥流位，在显著增加代码大小的情况下，仅略微改善了执行时间。所有版本的Trivium都需要39个寄存器。

除了Trivium，还实现了AES - 128、SEA、Present - 80等算法。与其他8位微控制器平台相比，这些实现具有明显优势：
|算法|平台|目标|代码大小（字节）|面积（GEs）|面积效率（位/GE）|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|AES - 128|本实现|大小|1704|2911|4.7|
|AES - 128|本实现|效率|1940|3130|5.0