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AES32ESMI

RISC-V AES32ESMI 指令详解

指令手册I-type

AES 加密中间轮字节步骤:从 rs2 按 bs 选字节,SubBytes/MixColumns 后与 rs1 异或

指令语法

aes32esmi rd, rs1, rs2, bs
操作数说明
目标寄存器 rd:存放运算结果的通用寄存器。
源寄存器 rs1:第一个操作数所在的寄存器。
立即数 imm:12 位有符号立即数,符号扩展后与 rs1 进行运算。
Zkne加密与密码

指令编码

31..20
imm[11:0]
19..15
rs1
14..12
funct3
11..7
rd
6..0
opcode

AES32ESMI 使用 opcode 0010011(0x13)、funct3 001、funct7 1010011。rs1 字段选择源寄存器,12 位立即数提供第二操作数,rd 选择目标寄存器。

格式: I-type
opcode: 0010011 (0x13)
funct3: 001 (0x1)
funct7: 1010011 (0x53)

指令行为说明

aes32esmi 是 Zkne 扩展的标量 AES 中间轮加密指令(32 位数据路径,适用于 RV32/RV64)。它从 rs2 中按 bs 选择字节,应用 AES 正向 S-Box 和 MixColumns 相关变换,将结果旋转到 bs 指定位置后与 rs1 异或,写入 rd。

快速理解与检索要点

AES32ESMI 是 Zkne 标量密码指令,AES 中间轮加密字节步骤。页面内容按官方标量密码扩展校对,避免把算法轮函数、密钥调度和寄存器来源混淆。

从 rs2 按 bs 选取一个字节,应用正向 AES S-box 和部分 MixColumns,再与 rs1 异或。
标量密码指令使用整数 X 寄存器,官方要求相关密码指令以数据无关执行延迟实现。
bs 选择 rs2[31:0] 中的字节,结果为 32 位并符号扩展写入 rd。

常见使用场景

加密与密码

结合 «aes32esmi a0, a1, a2, 0» 等实际代码理解该场景。

数据安全

结合 «aes32esmi a0, a1, a2, 0» 等实际代码理解该场景。

使用前检查清单

语法检查
  • 确认当前指令格式为 I-type。
  • 确认操作数排列顺序与示例一致。
语义检查
  • 确认目标寄存器用途和调用约定兼容。
  • 确认该指令不是伪指令展开后的底层形式。

容易混淆 / 常见误区

bs 字段选择 rs2[31:0] 中的字节索引(0-3),rs1 是异或源。
需要 4 次执行完成 AES-128 一轮的全部 16 字节。

常见问题

AES32ESMI 使用浮点或向量寄存器吗?

不使用。标量密码扩展的这些指令使用整数 X 寄存器。

AES32ESMI 是完整算法实现吗?

不是。它是 AES、SHA、SM3 或 SM4 中的一个低级步骤,软件仍需按算法顺序组合多条指令和轮常数/轮密钥。