公鑰算法加密硬件實現的研究.pdf

1、加密硬件是信息安全產品的基礎安全設備，不僅能夠有效的物理保護密鑰，而且能夠高效的實時實現加密算法.RSA是公開密鑰密碼編碼學的一種算法，并且是被廣泛接受并實現的通用分組加密算法.RSA的計算復雜性較高，通常用配件實現才能滿足實時的要求，也是由于其計算復雜，必須充分利用硬件特點才能夠獲得較好的性能.一直以來對于如何在智能卡上高效實現RSA是討論的熱點，隨著高速高性能DSP的出現，目前對于如何在DSP上高效率實現RSA算法成為研究的熱點.該

2、文對于不同安全應用，結合目前國內外實現公鑰算法的硬件產品，介紹了幾種加密硬件結構.并根據其中一種結構，設計了一種基于PCI總線的網絡加密卡.該加密卡上以DSP為核心處理器，采用兩片大數模幕模乘運算協處理器，專用對稱密碼算法芯片，以PCI總線與主機進行數據交互，使用智能卡進行密鑰保護和管理.根據加密卡的結構特點，提出了兩種RSA算法的卡上實現方案，仔細分析了RSA互數生成、密鑰產生和加解密的過程和快速算法，挖掘模冪模乘運算協處理器的能力，

3、分別在加密卡上實現了這兩種方案.我們提出用兩片協處理器并行完成RSA的處理過程，達到了1024位RSA簽名120次/秒的性能.我們又根據另外一種加密硬件結構，提出了只有DSP主處理器的結構，并在其上實現了RSA算法，實現了低成本高效率的解決方案.最后對已經實現的方案進行了擴展研究，分析相關文獻，得出了可以在我們設計的加密卡上實現2048位RSA的方法，雖然協處理器最大只支持1024位的模冪模乘運算.我們還研究了如何防止對RSA的時間攻擊