RSA模冪運(yùn)算器的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行各業(yè)中的廣泛利用，信息安全越來(lái)越受到人們的重視，RSA密碼體制是目前公認(rèn)較安全的信息加解密體制。模冪運(yùn)算是RSA密碼體制的核心。在輸入明文M和指數(shù)e都很大的時(shí)候，模冪運(yùn)算是非常復(fù)雜的。 本設(shè)計(jì)按照IC設(shè)計(jì)流程，在分析和改進(jìn)模冪算法和模乘算法的基礎(chǔ)上，采用流水線(xiàn)和并行技術(shù)，設(shè)計(jì)了模冪運(yùn)算的硬件結(jié)構(gòu)。在EDA環(huán)境下，采用VHDL硬件描述語(yǔ)言，完成了RSA模冪運(yùn)算器的仿真和綜合。 本

2、文重點(diǎn)討論了算法的分析設(shè)計(jì)和其硬件實(shí)現(xiàn)，首先介紹了RSA公鑰密碼體制的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理，分析了當(dāng)前主要的模冪算法和模乘算法，并加以改進(jìn)。改進(jìn)模冪算法提出了優(yōu)化的加法鏈模冪算法，改進(jìn)Montgomery模乘算法，提出了高基FIOS模乘算法。在此基礎(chǔ)上，采用7級(jí)流水線(xiàn)技術(shù)設(shè)計(jì)了1024位模乘器，通過(guò)寄存器尋址的方法完成了加法鏈的產(chǎn)生和判斷，并最終設(shè)計(jì)出模冪運(yùn)算器的硬件結(jié)構(gòu)。然后，采用TOP-DOWN的方式完成了所設(shè)計(jì)模冪運(yùn)算器的模塊劃分，

3、并詳細(xì)地描述了各個(gè)模塊所實(shí)現(xiàn)的功能。接下來(lái)對(duì)模冪運(yùn)算器進(jìn)行模塊及系統(tǒng)的RTL級(jí)描述，采用VHDL編寫(xiě)了程序代碼。在模塊的功能仿真方面，采用VHDL編寫(xiě)了模塊的測(cè)試平臺(tái)在ModelSim環(huán)境下進(jìn)行前仿真，在SYNOPOSYS DC環(huán)境下進(jìn)行面向ASIC進(jìn)行了綜合，得到設(shè)計(jì)的1024bit模乘運(yùn)算器消耗了206個(gè)時(shí)鐘周期，占用約9萬(wàn)門(mén)。在50MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘下，模冪運(yùn)算器的處理速度達(dá)200次/秒，是目前產(chǎn)品和設(shè)計(jì)的近四倍。最后提出了針對(duì)模冪