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带随机数MD5破解算法的GPU加速与优化

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毕业论文范文题目：带随机数MD5破解算法的GPU加速与优化，论文范文关键词：带随机数MD5破解算法的GPU加速与优化
带随机数MD5破解算法的GPU加速与优化毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：在MD5算法中加入随机数进行运算可以有效的防止字典攻击,同时增加算法的复杂性和不可逆性。带随机数的MD5(MD5withsalt)算法在FreeBSD等操作系统中广泛用于权限管理,因而验证该算法的安全性十分重要。近年来使用GPU构建的异构平台性能不断提升,如国内首台基于GPU异构并行架构的巨型机天河一号峰值可达1.206PFlops。OpenCL(OpenComputingLanguage,开放计算语言)标准的发布也大大提高了GPU程序的可移植性和可扩展性。使用强力攻击(Brute-ForceAttack,亦称暴力攻击)对带随机数的（文章此处忽略..）MD5算法进行攻击成为可能。本文首先分析了传统体系结构上带随机数MD5的破解算法,对算法中任务进行划分以便映射到主机和GPU上;然后使用OpenCL实现了基于GPU的异构平台上的破解算法;最后针对特定的GPU平台对破解程序进行了优化。本文完成的主要工作如下:1、设计和实现了基于GPU的带随机数MD5破解算法。本文对传统体系结构上的破解算法进行分析,将计算密集的任务如生成散列码任务在GPU上实现,将拥有复杂控制的任务如初始化参数等在主机端进行实现;考虑各任务间的数据传输,如攻击密码生成和散列码生成之间存在大量数据交换（此处忽略..）,因此将攻击密码生成也在GPU上实现;使用实验评测的方式对其他任务进行评测以决定其实现方式,如散列码匹配任务。根据以上任务的分析和OpenCL语言的特点,本文使用OpenCL实现了基于GPU的带随机数MD5破解算法。2、针对破解程序运行时GPU存储空间不足问题,设计和实现了攻击密码多轮生成算法。随着密码位数增加密钥空间不断增大,GPU上的存储单元已不足以存储攻击密码生成阶段产生的密码以及散列码生成阶段所产生的散列码。攻击密码多轮生成算法将密码生成与OpenCL中工作项的全局索引号一一对应,每轮生成根据GPU的存（略..）储空间申请足够多的工作项进行密码生成;为了使各轮生成分布均匀,算法在主机端对生成过程进行记录,并作为控制参数传输给OpenCL内核;为了减少主机和GPU的数据传输,主机端通过模拟上一轮GPU生成算法获得标记点并传递给下一轮生成。3、针对破解算法的具体特点,使用多种存储访问优化方法来进行相应的优化。通过优化全局内存的访问来对程序进行优化,在内核代码中使用立即数赋值的方法以减少全局内存的访问,可以获得5%的性能提升,使用OpenCL的类型限定特性,对数据结构的存储方式进行控制,使其对齐全局内存的组织方式,可以获得43.3%的（此处忽略..）性能提升;通过设置工作项的个数为32的倍数以优化局部内存访问,获得了8.9%的性能提升;通过使用图形渲染管线硬件结构存储访问频繁的少量数据,获得了67.1%的性能提升。本文对最终实现的算法进行了测试,测试结果表明GPU对破解算法有明显的加速效果。在IntelQ8230四核CPU(2.3GHZ)和一片NVIDIAGT200GPU组成的异构平台上,本文程序获得了18.3倍于著名破解软件JohntheRipper(JtR)在相同CPU平台上四个线程的破解速度。

以上为本篇毕业论文范文带随机数MD5破解算法的GPU加速与优化的介绍部分。

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