随着十几年来GPU硬件制造技术的不断提升,GPU计算能力以接近摩尔定律的速度飞速发展着。得益于GPU设备的可编程性、高吞吐量和高并发能力,GPU通用计算成为研究热点,也越来越多的被用于高性能计算。作为两大GPU通用计算平台之一的OpenCL平台,提供了更广泛的硬件支持。本文在OpenCL平台上研究基于GPU设备的SHA-2系列哈希算法的快速实现及应用。文章结合GPU硬件结构特点,提出了降低GPU计算量、降低GPU额外开销和增加GPU设备占用率这三条GPU优化原则。在这些原则的基础上,本文总结了一系列存储访问方面和算法结构方面的优化方法,并针对性地提出了 SHA-2系列算法的快速实现方案。本文将SHA-2系列算法的快速实现方案应用于口令恢复,设计并实现了基于GPU的高性能SHA-2 口令恢复算法。该算法支持多种口令恢复模式,实现了不同模式下的并行口令哈希计算。实验数据说明,优化后的SHA-2系列口令恢复算法有效降低了算法计算量和额外开销、有效提高了设备利用率和算法性能,在口令恢复方面比CPU和FPGA设备有着显著优势。在掩码模式下,优化后的SHA-256和SHA-512 口令恢复算法在AMDR9 290显卡设备上恢复性能分别达到1774 M和390 M 口令哈希/s。