雙域可伸縮橢圓曲線(xiàn)密碼處理器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,信息安全問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注。信息安全的核心是密碼技術(shù),大概可以分為三類(lèi):序列密碼(流密碼),對(duì)稱(chēng)密碼(私鑰密碼)和非對(duì)稱(chēng)密碼(公鑰制密碼)。公鑰制密碼能提供密鑰交換、簽名、認(rèn)證等豐富的信息安全功能。目前主要應(yīng)用的公鑰制密碼算法有兩種:基于大整數(shù)因子分解難題的RSA算法和基于橢圓曲線(xiàn)離散對(duì)數(shù)求解難題的橢圓曲線(xiàn)密碼算法(ECC)。相對(duì)于RSA算法,橢圓曲線(xiàn)密碼算法具有更高的單比特密鑰安全性；計(jì)算量小,處理速度快

2、；存儲(chǔ)空間占用小,帶寬要求低等優(yōu)勢(shì),特別適合應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)通訊和智能卡等資源受限平臺(tái),代表著當(dāng)前公鑰密碼算法發(fā)展的最高水平。
　　 本文對(duì)低成本高性能兼容雙域的可伸縮橢圓曲線(xiàn)處理器關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究:由于已有的橢圓曲線(xiàn)密碼系統(tǒng)多種多樣,有的基于素?cái)?shù)域,有的基于二進(jìn)制域,有的基于特定的橢圓曲線(xiàn)甚至固定的域多項(xiàng)式,支持單一運(yùn)算形式的密碼設(shè)備顯然不適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的客觀(guān)需求,所以設(shè)計(jì)一款支持雙域運(yùn)算且參數(shù)可變的橢圓曲線(xiàn)密碼處理器具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)

3、意義?？缮炜s設(shè)計(jì)能夠在硬件成本和性能之間做到合理的權(quán)衡,它能夠處理的數(shù)據(jù)位寬上限不受數(shù)據(jù)通路的限制,而是由設(shè)計(jì)中的存儲(chǔ)容量決定的。因此橢圓曲線(xiàn)密碼處理器的可伸縮性能夠滿(mǎn)足人們對(duì)于不同安全等級(jí)的需求。本文在對(duì)已知的各種點(diǎn)乘算法的整理和性能分析的基礎(chǔ)上,在二進(jìn)制域上采用具有并行性的Montgomery點(diǎn)乘算法,在素?cái)?shù)域上采用On-the-fly算法配合NAF點(diǎn)乘算法。在硬件上主要提出了32bit的雙域可伸縮Montgomery模乘(平方)器