1. 研究目的与意义
SM3算法是我国公布的Hash算法，SHA256是美国NIST公布的Hash 算法，二者较为相似，并均已成为国际标准，被广泛应用于物联网、工业控制等领域，随着信息技术的发展，哈希算法作为保护信息完整性的重要密码算法，已经与我们的生活息息相关。
如今，多数研究只针对于一种杂凑算法的硬件结构设计与实现，而SM3算法和SHA256算法的结构相似，可重用性很高，从而可研究两种算法的复用结构，可以有效的实现资源复用，避免浪费资源浪费，提高工作效率。
本课题面向物联网数据安全领域，以SM3/SHA256算法为研究对象，对SM3/SHA256两种算法进行对比分析，从而设计和开发支持SM3/SHA256两种的算法的可重构硬件电路结构，实现低开销、高效率的SM3/SHA256算法硬件加速。
2. 课题关键问题和重难点
本课题关键问题在于如何设计一种架构同时实现SM3和SHA256算法，将SM3算法和SHA256算法实现资源复用，在同一电路中实现两种算法。
在两种算法的结构中，填充模块的硬件设计较为复杂，需要根据输入消息的长度不用，分类展开，但两种算法的填充模块可实现完全复用。
迭代压缩模块的硬件设计最为复杂，需要对SM3算法和SHA256算法的运算部分进行对比分析，从而尽可能多的实现压缩模块的资源复用。
3. 国内外研究现状（文献综述）
一、前言部分1、背景与意义SM3算法是我国公布的Hash 算法，SHA256是美国NIST公布的Hash 算 法，二者较为相似，并均已成为国际标准，被广泛应用于物联网、工业控制等领域，随着信息技术的发展，哈希算法作为保护信息完整性的重要密码算法，已经与我们的生活息息相关。
如今，多数研究只针对于一种杂凑算法的硬件结构设计与实现，而SM3算法和SHA256算法的结构相似，可重用性很高，从而可研究两种算法的复用结构，可以有效的实现资源复用，避免浪费资源浪费，提高工作效率。
本课题面向物联网数据安全领域，以SM3/SHA256算法为研究对象，设计和开发支持SM3/SHA256两种的算法的可重构硬件电路结构，实现低开销、高效率的SM3/SHA256算法硬件加速。
4. 研究方案
对于SM3算法和SHA256算法的硬件结构设计，整体架构选择Merkle-Damgard结构，分别将SM3算法和SHA256算法分为3个模块：消息填充模块，消息扩展模块，迭代压缩模块。
其中，消息填充模块可实现完全复用，消息扩展模块可实现部分复用，迭代压缩模块可实现部分复用。
对于优化硬件结构设计：降低功耗，减少逻辑面积，提高吞吐量。
5. 工作计划
五、工作计划第一周：设计SM3模块，编写代码，仿真波形验证第二周：设计SHA256模块，编写代码，仿真波形验证第三周：设计一套复用结构架构同时实现SM3/SHA256算法，仿真波形验证第四周：综合模块，上开发板调试，测量PPA参数第五周：根据延迟、吞吐、面积（功耗、性能、面积）优化设计第六周：完成毕业论文能够基本完成SM3算法和SHA256算法的硬件实现，能够正确进行modelsim波形仿真和quartus综合，对于消息填充，消息扩展，迭代压缩3个模块，首先实现消息填充模块的完全复用，再对扩展模块和压缩模块进行对比，尽量实现部分如寄存器等资源结构的复用，对于SM3算法和SHA256算法的运算部分进行分析，优化硬件结构设计：降低功耗，减少逻辑面积，降低延迟，提高吞吐量。
