椭圆曲线密码细粒度并行计算研究

根据加速经常性设计的原则,提出了一种基于对称运算单元的椭圆曲线密码(ECC)标量乘运算的高效细粒度并行运算架构.为了实现该架构,对ECC标量乘运算展开细粒度并行计算研究,通过标量乘运算的分解和推导,消除了数据相关性,得出运算效率高且适于指令级并行计算的算法形式.对标量乘运算的时间复杂度的分析结果表明,该算法比普通算法的速度提升了66.7%.并可通过并行计算进一步提升标量乘运算的速度性能.在采用3个运算单元的效率最优情况下,比采用1个运算单元时,速度提高了2倍.     

素域上椭圆曲线密码的高效实现

给出了几个素域上的算术运算和素域上椭圆曲线算术运算的高效实现算法，从而解决了椭圆曲线密码(ECC)实现中影响效率的几个关键算法设计问题，且就ECC加密机制和签名机制的选择提出了建议，最终形成一套高效的素域上ECC加密算法和签名算法的实现方案．该方案适应多种软件和硬件实现条件，具有较好的通用性．     

GF(2~m)椭圆曲线上的Co＿Z点加算法

基于统一Z坐标,提出了有限域GF(2~m)上两种射影坐标下的Co_Z点加运算公式。通过对椭圆曲线上有理点的Z坐标统一化处理,使得其运算量分别为10M+3S和8M+3S(M,S分别表示有限域上的乘法和平方),相比已有的计算公式,运算量分别减少了2S和2M。另外,提出了一种Jacobian坐标下的3P运算公式,运算量减少了1M+4S。将新提出的点加、3P运算公式与对称三进制标量乘相结合,改进了标量乘算法的运算效率,使得标量乘算法的效率提高了13%。     

一种用于公钥系统中的高速乘法器/乘加器的实现

给出了一种基于标准ASIC设计实现的高速无符号32位乘法器,在此设计的基础上略加改动可以作为实现32×32＋32的乘加器.这种乘法器使用了经过改进的Booth编码结构来产生部分积,然后对部分积压缩,最后采用高速超前进位加法器得到最终结果.这种乘法器/乘加器用于实现公钥协处理器（如RSA、ECC）,在0.25 μm工艺下频率可达到100 MHz,远远高于Design Ware库里的乘法单元.     

椭圆曲线签名方案

将椭圆曲线密码系统（ECC）与ElGamal系统进行了比较，在保证签名算法安全性的前提下，对ECC签名方案中的求逆运算和消息恢复问题进行了优化，针对这两个问题分别构造了新的签名方案，通过理论证明和编程模拟实验，解决了ECC签名方案中存在的需要求逆运算和不能实现消息恢复的问题，大大地简化了运算的复杂程度。     

面向Saber算法的并行乘法器

随着量子计算的发展, 现有密码系统的安全性将受到严重威胁. Saber算法是抵御量子计算攻击的后量子密码方案之一, 但存在多项式商环上模乘占据运算开销过大的问题. 鉴此, 本文通过对Karatsuba算法和Schoolbook相乘方式的剖析, 提出一种面向Saber算法的并行乘法器设计方案. 该方案首先利用Karatsuba算法分解模乘运算的关键路径, 结合乘法复用和加法替换的策略减少硬件开销, 然后采用并行运算电路压缩关键运算路径时长, 最后在TSMC 65nm工艺下, 利用Modelsim和DC软件仿真验证. 结果表明 该方案运算时长为137个时钟周期, 与传统方式相比速度提升46.50%, 功耗为87.83mW, 面积为927.32×103 ?m2.     

Weierstrass形椭圆曲线上的快速点乘公式

研究了y2=x3 ax2 2atx at2和y2=x3 ax2 bx这两类椭圆曲线的点乘,得到了快速的三倍乘和倍乘公式,运算花费分别为6M 6S 4C和2M 5S 3C,其中M,S,C分别为有限域中的乘法,平方,常数乘法运算;对于特殊的参数选取,运算花费分别为6M 6S和2M 5S.     

电路过渡过程的计算机辅助分析

电路过渡过程所列方程是微分方程，本文中采用的是方框图模型分析法，即将微分方程的复杂示解分解成最基本的加（减）、乘（除）、积分（微分）、增益等运算，采用VB设计用户界面产进行计算，并给出了一算例。     

一种改进的在Hessian曲线上计算Tate双线性对的算法

选择适当的椭圆曲线,对于快速部署和实现椭圆曲线密码系统具有重要的意义.由于Hessian形式的椭圆曲线可以运用并行算法快速实现点加和倍点运算,因此能够有效提高系统的实现效率.利用Hessian曲线上点的优良性质,简化了直线斜率的计算公式,优化了在Hessian曲线上计算Tate双线性对的算法.在其他运算量保持不变的前提下,改进后的算法使点加和倍乘运算的运算量分别降低13.43%和11.25%.     

基于蚁群算法的椭圆曲线密码安全曲线选择

针对椭圆曲线密码(ECC)体制的主要攻击威胁和安全曲线选择困难等问题,提出了一种半自动化的安全曲线选择优化算法,用统计学思想初始化蚁群预测矩阵,然后用蚁群预测矩阵来缩小搜索范围和明确预测方向.引入模拟退火算法对参数的选择进行优化,加入扰动因子(Vola)和传染因子(Infect)避免了算法搜索的早熟.实验结果表示该算法定位ECC安全曲线更加准确.     

对GF(2~m)上正规基乘法的一种优化

有限域GF(2m)是椭圆曲线密码体制的常用基础域,GF(2m)上乘法的执行效率非常重要。针对GF(2m)上的正规基的乘法进行优化,给出一种快速的乘法算法。     

基于非参数回归的桥梁极限承载力预测

既有桥梁承载能力是桥梁健康工程的关注重点,建立承载力的非参数回归模型,用LOWESS稳健回归估计S-Q曲线,得出既有桥梁静载荷实验的非参数预测值.预测结果符合实际,具有良好的工程参考价值。     

近10年中国不同区域CO2排放现状和特征

基于我国碳排放约束性指标的提出,在收集2000~2009年西部、中部、东北部及东部地区所辖30个省市（除西藏外）的相关数据的基础上,估算CO₂排放情况,通过图表及有关参数分析这些区域CO₂排放现状,阐明CO₂排放特征.结果显示,近10年,我国单位GDP CO₂排放量下降了38.4%,若兑现2020年碳减排承诺,减排量相当于2005年全球CO₂排放量的29.7%~33.4%;中国不同区域CO₂排放强度总体上呈逐年下降趋势,各区域CO₂排放强度与人均GDP呈一定的负相关性.历年来各区域CO₂排放强度占同期全国总值的比重均相对稳定,西部地区所占比重最多（占32%~34%）,将是今后做好全国碳减排工作的一个重要区域.各区域二氧化碳年排放量增速与GDP增速曲线基本呈倒U型,符合环境库兹涅茨曲线.人均CO₂排放量呈逐年增加趋势.东部地区及东北部地区人均二氧化碳排放量明显高于西部、中部地区,该指标与经济的发达程度呈正相关性.各区域内人均贡献一份GDP上所排放的二氧化碳逐年递减,说明经济发展和节能减排能实现双赢,但与发达国家仍存在差距.     

微型永磁体冷阴极潘宁源的性能及应用

一台用于材料改性和分析测试的离子加速器，为了提高离子束能量，新设计安装了微型永磁体冷阴极潘宁离子源，对该源的性能和应用进行了研究     

南海台风参数模型和台风浪后报模型的应用研究

台风风场和台风浪数值后报能够有效弥补现场观测资料的不足,对南海海域的海洋经济健康发展具有重要的保障作用.针对不同台风参数模型和全谱海浪模型的联合应用,编制了包括5个台风参数模型的数值模拟程序,以南海海域的台风Ellen(1983)和Dujuan(2003)作为案例,并联合应用2个第3代全谱海浪模型,完成了台风风场、气压场和台风浪场的数值后报.通过分析不同台风参数模型和全谱海浪模型组合应用的后报结果,并与实测数据进行对比,得出了Jelesnianski风场参数模型结合第3代全谱海浪模型WW3比较适用于南海海域台风浪后报.     

挠性杆结构分析和材料选用

采用有限元法对挠性摆式加速度计中挠性杆的结构进行计算分析，提出了挠性杆转动特性以及转动中心的后移问题，在计算分析的基础上结合加工及装配工艺性得出方形杆圆弧形关节是一种较为合理的结构。计算得出的挠性杆应力场表明，挠性关节所受的应力是比较小的，而实践中挠性杆易折断，这说明挠性关节在加工时已受损伤，应将提高挠性杆可靠性的重点放在制作工艺上。     

广义增长曲线模型参数阵的最佳线性无偏估计

对于增长曲线模型Y=X1BX′2+ε,E(ε)=O,D(ε)=D(Vecε)=V2V1,在V1,V2均为非负定矩阵的情况下,利用最小二乘统一理论及矩阵拉直方法,给出了未知参数阵B的可估矩阵函数Z1BZ′2的最佳线性无偏估计,将有关文献的结果推广到更一般的情况。