【摘 要】
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密码算法是信息安全技术的核心,大概可以分为三类:序列密码,对称密码(分组密码),以及非对称密码(公钥制密码)。其中非对称密码算法提供密钥分布、签名、验证等丰富的信息安全
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密码算法是信息安全技术的核心,大概可以分为三类:序列密码,对称密码(分组密码),以及非对称密码(公钥制密码)。其中非对称密码算法提供密钥分布、签名、验证等丰富的信息安全功能。目前主要采用的公钥制密码算法有两种:基于大整数因子分解难题的RSA算法和基于椭圆曲线上离散对数计算难题的ECC算法。RSA算法是目前最成熟,使用最广泛的一种算法,而与RSA公钥体制相比,ECC密码体制具有更高的单比特安全性,更高的运算速度等其它公钥密码算法无法比拟的优势,代表着当前公钥密码算法发展的最高水平。
本文对高性能通用椭圆曲线密码处理器设计进行了研究:采用OJW(最优联合权重)点乘调度算法加速点乘运算,提出了具有抗攻击性能的高速点乘调度算法,该算法对签名运算的加速效果尤为明显；设计了完备的指令集,可以支持双域乘法、除法等所有运算；在算法级统一模乘、模除算法,以最大程度地复用硬件；通过引入双域求逆与Montgomery模乘相统一的算法和数据通路,处理器能进行任意GF(p)和GF(2()n)域上的有限域运算。
本论文所提出的处理器能以接近硬连线电路的高效率完成椭圆曲线相关的各种算法、协议,同时具有类似软件实现的灵活性。基于SMIC0.25um CMOS工艺的芯片实现结果表明,该处理器在面积、速度、灵活性、抗攻击能力以及速度上等指标上较同类设计有明显优势。该处理器可以方便地集成到基于ARM的SoC嵌入式平台中,为各种嵌入式终端设备提供高性能的信息安全服务。
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