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增强嵌入式微处理器处理密码运算性能主要有三种途径：一是通过扩展指令集ISA(Instruction Set Architecture)来加速密码运算模块如S盒模块、置换模块等。二是通过添加密码协处理器来加速密码算法执行效率。三是开发新处理器体系架构的并行性和专用功能运算模块，特别是对公钥密码体制。如Intel Itanium IA-64架构通过加速RSA算法关键运算模块来加速算法执行速度。 论文针对如何提高嵌入式RISC架构微处理器处理对称密码算法的效率展开研究，采用通过扩展指令集ISA来加速密码运算模块的设计思想。经过对对称密码算法运算特性、MIPS微处理器体系结构、关键运算模块的硬件实现理论等进行了深入研究，探讨了基于MIPS指令集架构提高嵌入式微处理器处理对称密码效率的有效思想。本文的主要贡献： 1、对现有密码处理平台进行了深入分析，研究如何通过扩展专用指令集来提高RISC微处理器处理对称密码算法的效率。 2、深入研究了RISC微处理器体系结构，设计了一款基于MIPS指令集格式的微处理器，通过该处理器的设计为所研究扩展对称密码处理指令提供验证性平台。 3、分析对称密码算法的运算特点、以及MIPS架构微处理器处理对称密码算法特点，研究了影响处理对称密码算法效率的几个密码运算单元。 4、基于FPGA方式研究了移位运算、S盒实现、模(2~n+1)加、模(2~n+1)乘、比特置换等运算的硬件实现原理，实现了扩展对称密码处理指令。 研究结果表明扩展指令后的微处理器执行多种对称密码算法的性能比通用微处理器性能提高1.7～10.8倍，比并行向量微处理器性能提高了0.8～2.03倍。结果说明本研究既能保证对称密码算法应用的灵活性，又能达到较高的性能。