论文部分内容阅读
密码技术和管理是确保信息安全的核心,近年来密码学愈来愈受到世界各国的重视,发展十分迅速.密码学分为分组密码学和公钥密码学两种,公钥密码学由于它在数字签名、认证和密钥管理上的优越性,其应用十分广泛.RSA是其中最具代表性的算法之一.RSA算法是很有前途的的公开密钥算法,它算法简单、保密性强,而且没有密钥管理的麻烦,特别适合现代保密通信的需要,但是RSA算法的最大的缺陷就是加密速度较慢.为实现RSA的快速加密,人们常用硬件电路来实现密码系统,但与软件实现方法相比,传统的ASIC解决方案缺乏灵活性,在RSA公钥密码体系中,模和幂的大小、位数就不容易改变,而利用可重新配置的器件不仅能满足性能和安全上的要求,而且有相当的灵活性.特别在计算机和通信系统中,对所传输的信息有不同的加密要求时,我们可以重新配置,改变模和幂的大小、位数,以达到最佳的性能,因此在计算机和通信系统中,具有较大的应用价值.为提高加解密速度和应用上的灵活性,我们做了以下工作:1.在RSA中的运算,主要是模幂乘运算,而Montgomery算法是进行模幂乘运算一种很有效的算法,因此,我们采用Montgomery模乘算法作为硬件解决方案.为了便于硬件的实现和提高芯片的有效性,我们在设计中,对Montgomery模乘算法进行了改进.用这种改进算法设计的模乘器,可以减少一个大位数的加法器,从而减少了硬件电路的复杂性,并加快了硬件的加、解密速度.2.提出和设计了一种循环式的加法器以取代以前实现方案中进位传播加法器或流水线方式加法器.3.设计了模乘器和模幂器的电路结构,编写了Verilog代码并进行了优化.4.为了提高硬件电路实现密码系统的灵活性,我们采用了可重新配置的器件来实现RSA密码系统,选用的是Altera公司的APEXⅡ和STRATIX系列的器件.并对此密码系统的资源使用情况和最大工作速度进行了分析和比较.5.说明了基于我们改进算法的RSA公开密钥密码系统在数字签名上的应用.