有限域GF128128位矩阵乘法器代码

伽罗瓦域GF(2^128)乘法器是Ghash算法(一种用于加解密系统散列算法)的核心部件，其速度与硬件开销决定着整个Ghash模块的整体性能。本文通过Arash Reyhani-Masoleh 提出的一种算法，进行分析设计，然后用Verilog编程进行仿真，最后用Synplify 进行综合。最后，通过与一些其他的乘法器实现方法相比较，可以知道，依现在的硬件来看也是很容易实现。

clear
clc

%创建128*128矩阵L_M
L_m = zeros（128128）;
%读取二进制文本文件内容
L_str = textread（‘L_128.mem‘‘%s‘）;
for i =1:128    %行
    L_count= L_str{i1};    %保存对一行数据进行处理	
    for j =1:128    %对一行中的128位拆开
        num_L = L_count（j）;
        L_m（ij） = str2num（num_L）;
    end
end

%创建128*128矩阵Q_M
Q_m = zeros（127128）;
%读取二进制文本文件内容
L_str = textread（‘Q_128.mem‘‘%s‘）;
for i =1:127        %行
    Q_count= L_str{i1};    %保存对一行数据进行处理	
    for j =1:128    %对一行中的128位拆开
        num_Q = Q_count（j）;
        Q_m（ij） = str2num（num_Q）;
    end
end

%创建128*128矩阵U_M
U_m = zeros（127128）;
%读取二进制文本文件内容
U_str = textread（‘U_128.mem‘‘%s‘）;
for i =1:127        %行
    U_count= U_str{i1};    %保存对一行数据进行处理	
    for j =1:128    %对一行中的128位拆开
        num_U = U_count（j）;
        U_m（ij） = str2num（num_U）;
    end
end
%求Qt
Qt_m = Q_m‘;
%求矩阵Qt与U乘
QtU_m = Qt_m * U_m;
%求L+QtU
LQtU_m = L_m + QtU_m;

b_m = zeros（1281）;
b_m（21） = 1;
C_m = LQtU_m * b_m;

%s=solve（‘x^128+x^7+x^2+x+1=0‘）

%s=solve（‘x^128+x^7+x^2+x+1=0‘）
%%验证写入的L矩阵是正确的
%fp = fopen（‘verify_L.txt‘‘wt‘）;
%for i =1:128
%    for j =1:128
%    fprintf（fp ‘%s‘ num2str（L_m（ij）））;
%    end
%     fprintf（fp ‘\n‘）;
%end
%fclose（fp）;
%
%%验证写入的Q矩阵是正确的
%fp = fopen（‘verify_Q.txt‘‘wt‘）;
%for i =1:127
%    for j =1:128
%    fprintf（fp ‘%s‘ num2str（Q_m（ij）））;
%    end
%     fprintf（fp ‘\n‘）;
%end
%fclose（fp）;
%
%%验证写入的U矩阵是正确的
%fp = fopen（‘verify_U.txt‘‘wt‘）;
%for i =1:127
%    for j =1:128
%    fprintf（fp ‘%s‘ num2str（U_m（ij）））;
%    end
%     fprintf（fp ‘\n‘）;
%end
%fclose（fp）;

%验证Qt矩阵是正确的
%fp = fopen（‘verify_Qt.txt‘‘wt‘）;
% for i =1:128
%     for j =1:127
%     fprintf（fp ‘%s‘ num2str（Qt_m（ij）））;
%     end
%      fprintf（fp ‘\n‘）;
% end
% fclose（fp）;

%验证QtU矩阵是正确的
% fp = fopen（‘verify_QtU.txt‘‘wt‘）;
% for i =1:128
%     for j =1:128
%     fprintf（fp ‘%s‘ num2str（QtU_m（ij）））;
%     end
%      fprintf（fp ‘\n‘）;
% end
% fclose（fp）;

%验证LQtU矩阵是正确的
% fp = fopen（‘verify_LQtU.txt‘‘wt‘）;
% for i =1:128
%     for j =1:128
%     fprintf（fp ‘%s‘ num2str（LQtU_m（ij）））;
%     end
%      fprintf（fp ‘\n‘）;
% end
% fclose（fp）;

%验证C矩阵是正确的
fp = fopen（‘verify_C.txt‘‘wt‘）;
    for j =1:128
    fprintf（fp ‘%s‘ num2str（C_m（j）））;
    end
     fprintf（fp ‘\n‘）;
fclose（fp）;

 属性            大小     日期    时间   名称
----------- ---------  ---------- -----  ----

     文件          0  2017-12-15 16:40  4_matrix\db\logic_util_heursitic.dat

     文件   23333969  2017-12-15 16:50  4_matrix\db\mul_128.（0）.cnf.cdb

     文件    1084251  2017-12-15 16:50  4_matrix\db\mul_128.（0）.cnf.hdb

     文件        422  2017-12-13 16:17  4_matrix\db\mul_128.amm.cdb

     文件         89  2017-12-15 16:51  4_matrix\db\mul_128.cbx.xml

     文件        203  2017-12-13 16:17  4_matrix\db\mul_128.cmp.kpt

     文件      57890  2017-12-15 16:52  4_matrix\db\mul_128.cmp.rdb

     文件        208  2017-12-15 16:52  4_matrix\db\mul_128.cmp_merge.kpt

     文件       2807  2017-12-13 16:17  4_matrix\db\mul_128.cycloneive_io_sim_cache.45um_tt_1000mv_100c_slow.hsd

     文件        138  2017-12-12 17:00  4_matrix\db\mul_128.db_info

     文件     312594  2017-12-13 16:17  4_matrix\db\mul_128.fit.qmsg

     文件    6479765  2017-12-15 16:50  4_matrix\db\mul_128.hier_info

     文件        768  2017-12-15 16:51  4_matrix\db\mul_128.hif

     文件       4374  2017-12-13 16:17  4_matrix\db\mul_128.idb.cdb

     文件        430  2017-12-15 16:50  4_matrix\db\mul_128.lpc.html

     文件        388  2017-12-15 16:50  4_matrix\db\mul_128.lpc.rdb

     文件       1060  2017-12-15 16:50  4_matrix\db\mul_128.lpc.txt

     文件       4712  2017-12-15 16:52  4_matrix\db\mul_128.map.bpm

     文件     195812  2017-12-15 16:52  4_matrix\db\mul_128.map.cdb

     文件      75141  2017-12-15 16:52  4_matrix\db\mul_128.map.hdb

     文件    1116968  2017-12-15 16:52  4_matrix\db\mul_128.map.kpt

     文件          4  2017-12-15 16:52  4_matrix\db\mul_128.map.logdb

     文件       8660  2017-12-15 16:52  4_matrix\db\mul_128.map.qmsg

     文件       2531  2017-12-15 16:52  4_matrix\db\mul_128.map_bb.cdb

     文件      15166  2017-12-15 16:52  4_matrix\db\mul_128.map_bb.hdb

     文件          4  2017-12-15 16:51  4_matrix\db\mul_128.map_bb.logdb

     文件   13551760  2017-12-15 16:50  4_matrix\db\mul_128.pre_map.cdb

     文件     530990  2017-12-15 16:50  4_matrix\db\mul_128.pre_map.hdb

     文件       1851  2017-12-14 15:48  4_matrix\db\mul_128.rpp.qmsg

     文件     530990  2017-12-15 16:50  4_matrix\db\mul_128.rtlv.hdb

............此处省略97个文件信息