素?cái)?shù)域ECC算法模塊的ASIC硬件資源優(yōu)化設(shè)計(jì)與低功耗實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、橢圓曲線密碼算法(ECC)作為一種非對(duì)稱加密體制、它具有密鑰短、安全性高，應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。信息安全和密碼學(xué)各界人士越來(lái)越關(guān)注ECC，這使得ECC發(fā)展速度迅猛。隨著集成電路制造工藝的不斷進(jìn)步，ECC密碼算法ASIC實(shí)現(xiàn)也提出了新的要求。很多專家和學(xué)者重點(diǎn)研究ECC算法的資源優(yōu)化和低功耗設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)的橢圓曲線密碼算法具有硬件資源消耗少、安全性高的優(yōu)點(diǎn)，在互聯(lián)網(wǎng)安全方面具有重要應(yīng)用意義。本課題以Synopsys公司的芯片設(shè)計(jì)軟件為平臺(tái)，利用

2、微軟的Visual Studio調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的MIRACL函數(shù)庫(kù)為全真測(cè)試矢量，采用多閾值電壓算法的低功耗設(shè)計(jì)方法，對(duì)橢圓密碼算法模塊進(jìn)行了深入研究。本研究課題的主要研究?jī)?nèi)容為：
　　首先，橢圓密碼算法理論研究。介紹了橢圓密碼體制實(shí)施的三種數(shù)域，重點(diǎn)介紹了素?cái)?shù)域的模加減運(yùn)算、乘法運(yùn)算和求逆運(yùn)算；對(duì)橢圓密碼體制中核心模塊進(jìn)行深入分析。
　　其次，低功耗設(shè)計(jì)方法學(xué)介紹。分析電路功耗的組成，在不同ASIC設(shè)計(jì)階段所對(duì)應(yīng)的低功耗策略，本

3、文提出了一種新的多閾值電壓分配算法，有效的降低了電路中的靜態(tài)功耗。
　　根據(jù)特定模數(shù)P改進(jìn)了傳統(tǒng)的交錯(cuò)模乘算法，并通過(guò)合理的算法調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了模加、模減、模乘3種運(yùn)算共用加法器資源，模乘算法硬件資源降低了近24.8％。針對(duì)二進(jìn)制歐拉算法特點(diǎn)，通過(guò)算法調(diào)度模逆的硬件資源降低了將近68%。
　　本文采用了Verilog硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用C++語(yǔ)言生成全真測(cè)試矢量，在VCS中完成仿真驗(yàn)證，基于SMIC0.13um工業(yè)級(jí)單元庫(kù)