資源描述：
《rsa密碼算法硬件實現(xiàn)及防攻擊特性的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影
2、印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日摘要信息安全已經(jīng)成為當(dāng)今信息社會亟須解決的重要問題之一，而密碼技術(shù)是保障信息安全的核心技術(shù)。作為公鑰密碼體制代表的RSA算法不僅易于理解和操作，而且其安全性高，在密碼領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。如何做到高性能、低成本并具有抗側(cè)信道攻擊的硬件實現(xiàn)是當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域研究的熱點。本設(shè)計是基于前人對RSA模冪算法以
3、及蒙哥馬利模乘算法的研究基礎(chǔ)之上，與抗側(cè)信道攻擊方法相結(jié)合，實現(xiàn)了具有一定的抗側(cè)信道攻擊的專用硬件密碼加速模塊。相比于通用處理器、專用集成電路以及FPGA等實現(xiàn)方式，本設(shè)計在性能及安全性上都有一定的優(yōu)勢。本文首先對實現(xiàn)RSA加解密流程的具體算法進(jìn)行了討論和優(yōu)化。在模冪層采用了蒙哥馬利階梯算法，在模乘層使用FIOS算法。并通過對模乘、模冪算法進(jìn)行綜合研究與整體考慮，對運算中相似運算進(jìn)行硬件復(fù)用以減小面積；對架構(gòu)中ram進(jìn)行特殊連接以減少模冪過程中數(shù)據(jù)的多次搬運，節(jié)省數(shù)據(jù)傳輸時間；對硬件實現(xiàn)過程中進(jìn)
4、行可配置設(shè)計，使得加解密支持不同密鑰長度，從而可以滿足不同用戶的需求。其次通過對側(cè)信道攻擊的研究，從最初的算法研究到后期的硬件設(shè)計過程中，將抗攻擊特性貫穿于整個設(shè)計之中，使得硬件設(shè)計可以有效的防止功耗攻擊和故障攻擊。并提出了對模乘相減一步進(jìn)行功耗分析造成密鑰泄露的可能，對攻擊者是一種十分有效的輔助攻擊方法；在此基礎(chǔ)之上，對硬件模乘模塊設(shè)計進(jìn)行了改進(jìn)，從而防止了模乘泄露功耗的隱患。實驗結(jié)果表明，本文所設(shè)計的抗側(cè)信道攻擊專用RSA密碼模塊具較高的數(shù)據(jù)吞吐率、低硬件資源開銷和支持多種密鑰長度等優(yōu)點。在
5、100MHZ的主頻下，1024比特的RSA解密算法數(shù)據(jù)吞吐率達(dá)到75Kbps。在SMIC0.13μmCMOS的工藝庫下，協(xié)處理器的邏輯等效門數(shù)僅為54Kgates。同時支持從256比特到1024比特的當(dāng)前主流密鑰長度的RSA加解密算法。與目前主流的硬件模乘及模冪設(shè)計相比，結(jié)果表明本設(shè)計在抗攻擊方面更加完善，在性能方面也具有一定的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：RSA加解密側(cè)信道攻擊蒙哥馬利模乘ASICABSTRACTInformationsecurityhasbecomeoneoftheimportantissu
6、esinthecurrentsociallife,andcryptographictechnologyisthecoretechnologyofinformationprotection.RSAalgorithm,asoneoftherepresentativesofthepublic-keycryptosystem,hasagoodprospectinthefieldofcryptography.BasedonthepreviousstudyonRSAmodularexponentiation
7、algorithmandtheMontgomerymodularmultiplicationalgorithm,thispaperpresentsaspecialhardwareimplementationofRSAalgorithmasahardwareacceleratorwhichcanagainstofsidechannelattacks.Comparingwithusinggeneral-purposeprocessor,ASICandFPGAimplementationsforRSA
8、algorithmnotonlyhaveanadvantageinspeedandareabutalsoinsecurity.Firstly,thealgorithmsofRSAencryptionanddecryptionforhardwareimplementationarediscussedandoptimizedinthispaper.MontgomeryPoweringLaddermodularexponentiationandFIOSmodularmultiplicationarea
