公钥密码处理芯片的设计与实现

以RSA算法为例,探讨了公钥密码处理芯片的设计与实现.首先提出了公钥密码芯片实现中的核心问题,即大整数模幂运算算法和大整数模乘运算算法的实现;然后针对RSA算法,提出了Montgomery模乘算法的CIOS方法的一种新的快速硬件并行实现方法,其中采用了加法与乘法并行运算以及多级流水线技术以提高性能,较大地减少了乘法运算时间,提高了模乘器的性能.     

一种可配置的椭圆曲线密码加速器

提出了一种可配置的椭圆曲线密码（ECC）加速器,它支持8个特征为2的有限域GF（2m）中的ECC标量乘运算,曲线参数和不可约多项式可以任意选择.加速器采用标准的运算单元,设计了能消除数据相关性的内部指令生成器,采用了独特的流水线设计,具有良好的灵活性和可扩展性.基于该体系架构,分析了m分别为113,131,163,193,233,283,409,571时实现标量乘运算所需要的时间.取m=163时,与其它类似设计的比较结果表明,该加速器性能优越,具有良好的应用前景.     

空-频域中自成像分析和解释

基于魏格纳变换和魏格纳分布函数,分析讨论一维物体在空域-频域空间的自成像及其形成过程。从成像过程中各衍射频谱分量的光程差出发,给出Talbot效应和Montgomery效应的统一解释。对于周期物的Talbot效应,得到了用杨氏双缝干涉解释自成像现象的理论依据。周期物的自成像是物平面上间距为2倍周期,光程差为波长的整数平方倍的各衍射频谱分量同相相干迭加的结果。Montgomery效应是物平面上间距为抛物线关系,光程差为波长整数倍的各衍射频谱分量同相相干迭加的结果。     

基于Montgomery算法的智能卡RSA密码协处理器

对Montgomery算法进行了改进，提供了一种适合智能卡应用、以RISC微处理器形式实现的RSA密码协处理器。该器件的核心部分采用了两个32位乘法器的并行流水结构，其功能部件是并发操作的，指令执行亦采用了流水线的形式。在10MHz的时钟频率下，加密1024位明文平均仅需3ms，解密平均需177ms。     

大数相除快速算法的比较及在RSA加密体制中的应用

讨论了几种大数相除算法,并通过仿真比较了它们的运行效率,还讨论了大数相除算法在快速大数幂模运算中的效率。     

基于改进型Montgomery模块的RSA算法及其Verilog模型的实现

详细分析了RSA加密算法的原理及优化方法,提出一种高效可行改进型硬件模块的实现方案,并给出了效率分析以及在硬件平台上的仿真结果分析;通过仿真分析发现,相比以往的算法模型,该方案在时序以及面积上均做到了相当程度的优化,硬件的占用面积大幅度减少,具体的性能及功耗、稳定性有较大提高,为工程应用提供了良好的借鉴。     

种快速模乘运算器的设计

设计了一种257 bit快速Montgomery模乘器。针对Montgomery算法中大数乘法操作存在耗时过长问题,采用二次Booth32编码与Wallace树压缩思想,将三次乘法做成三级流水结构,并将加法和可能的减法巧妙的结合在第3次乘法中,最大限度地提高计算并行性。仿真结果表明,整个模乘器可工作在140 MHz频率下,建立流水的时间是42.329 ns,其后每次模乘时间是7.022 ns,性能远远优于现有的模乘器。所设计的模乘器可用于模乘运算的高性能实现,尤其在设计多核运算模块时其性能优势比较明显。     

一种用于ECC密码体制的模乘器设计

提出了一种基于Montgomery算法的模乘器。与现有结构相比,由于采用了多级流水线的乘法器结构,提高了系统的时钟频率;并通过引入预计算单元,解决了流水线停顿的问题,提高了系统的并行性,减少了所需的时钟数。该模乘器位长233位,基于SMIC 0.18μm最坏工艺的综合结果表明,电路的关键路径最大时延为3.8 ns,芯片面积2 mm2。一次模乘计算只需要108个时钟周期,适合ECC密码体制的应用要求。