《电子技术应用》2023年第49卷第1期MicroelectronicTechnology微电子技术一种基于HierarchyLUT的可重构S-box实现方法方震，赵伟，刘勇（中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡214035）摘要：基于查找表方法构建的Substitutionbox（S-box）在可重构分组密码实现中广泛使用，然而因消耗的资源过大，其面积利用效率低。为提高可重构S-box面积利用效率，提出一种基于4R/1W存储结构的分层查找表（HierarchyLUT），构建可重构S-box。所提出的4R/1W存储结构能减少存储单元的例化数量，提高存储密度。在40nmCMOS工艺下，实现基于HierarchyLUT的可重构S-box，其面积利用效率得到改善，对比TableLookupUnit（TLU）和MemorySharing的可重构S-box方案，效率分别提高了51.76%和6.88%。关键词：可重构；S-box；4R/1W；HierarchyLUT中图分类号：TN46文献标志码：ADOI:10.16157/j.issn.0258-7998.222891中文引用格式：方震，赵伟，刘勇.一种基于HierarchyLUT的可重构S-box实现方法[J].电子技术应用，2023，49(1)：41-44.英文引用格式：FangZhen，ZhaoWei，LiuYong.AschemeofthereconfigurableS-boxbasedonHierarchyLUT[J].ApplicationofElectronicTechnique，2023，49(1)：41-44.AschemeofthereconfigurableS-boxbasedonHierarchyLUTFangZhen，ZhaoWei，LiuYong(No.58ResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGruopCorporation，Wuxi214035，China)Abstract：TheS-boxbasedonLUTiswidelyusedinthereconfigurableblockcipher.Itisnotefficientinareafortheexpendedresources.Inthispaper,theHierarchyLUTarchitecturebasedon4R/1WmemoryunitisproposedtocomposethereconfigurableS-box.The4R/1WcanreducethenumbersofthestorageunitinthereconfigurableS-box.TheproposedHierarchyLUTisappli‐cablefordifferentsetsofciphersanditisimplementedunder40nmCMOStechnologytocomparewithsimilarwork.Thecom‐parisonresultshowsthattheproposedHierarchyLUTgains6.88%to51.76%resourceefficiencyimprovement.Keywords：reconfigure；S-box；4R/1W；HierarchyLUT0引言通信领域中，高吞吐量的加密和解密技术一直是研究的重点。分组密码算法在高速、海量数据加密解密应用中广泛使用。为使分组密码达到高的性能，通常采用硬件加速。专用集成电路（ASIC）虽然性能高，但是在算法切换、参数可变的应用中缺乏灵活性。可重构架构技术则可在一定程度上弥补短板，平...
