【摘 要】
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计算机和互联网的飞速发展对于信息安全提出了更高的要求，密码学于国家安全和个人生活息息相关。NTRU作为一种新型的公钥密码算法，相比于传统的RSA和ECC，具有更快的加解密速度并
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计算机和互联网的飞速发展对于信息安全提出了更高的要求，密码学于国家安全和个人生活息息相关。NTRU作为一种新型的公钥密码算法，相比于传统的RSA和ECC，具有更快的加解密速度并能够抵御量子计算机的攻击，因而具有广阔的应用前景。
本文在分析NTRU算法的基础上，首先进行了完整的软件设计，对于其中涉及的多项式求模、求逆、星乘等运算进行了充分的阐述。在随后的ASIC设计中，从多项式星乘器入手，提出了一种改进的并行结构，与现有结构相比具有更小的面积和更高的可配置性，对于关键的PU单元进行了多层次的优化使其不至于成为系统的瓶颈，在此基础上进行了NTRU加解密系统设计以及验证。文章从速度、面积和功耗三个方面入手，围绕NTRU加解密系统的设计和实现进行了深入的分析和探讨。通过对算法的分析，对多项式星乘器进行了最大程度的复用，并且使得系统能够向下兼容安全级别较低的操作，同时详细对比分析了不同PU数目对于系统（星乘器）面积、性能和功耗的影响。最后根据算法的特点，提出了动态门控时钟以及操作数隔离的低功耗设计方案，极大的降低了系统的动态功耗。通过设定不同的PU数目，系统可以在面积、功耗和速度之间进行折中。系统的工作频率设定为200MHz，对于N=503的极高安全等级，使用503个PU完成一次加解密分别需要12.59us和17.63us，在smic0.13um的逻辑工艺下占用面积约7.94mm2，加入低功耗设计后动态功耗消耗27.267mW，对比RSA和ECC速度优势明显。
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