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《橢圓曲線密碼（ecc）算法fpga實現及優(yōu)化設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、武漢理__L=人學碩士學位論文摘要隨著計算機運算速度的迅速提高和Internet分布式計算能力的日益強大，經典的公鑰密碼體制如RSA、Diffie．Hellman等在密鑰長度為512bit下已經越來越不安全；雖然增加密鑰長度能增加安全性，但是加、解密效率會越來越低，同時對系統(tǒng)的要求也會提高。在這種情況下，橢圓曲線密碼體制(EllipticCurveCryptosystem，簡稱ECC)“短密鑰”的優(yōu)勢得到充分體現，其發(fā)展大有取代RSA成為通用公鑰密碼體制之勢。本文結合橢圓曲線算法的數學基礎對橢圓曲線密碼體制進行深入的分析，對橢圓曲線算法的FPGA實現進行了具體的研究設計，為
2、ECC算法提供了實際可行的硬件解決方案。底層運算的實現中乘法器使用串并混合型結構以達到面積與速度的最佳匹配。對比了兩種模逆算法，從節(jié)約時間的角度選取了擴展的歐幾里德方法。在尋找適合硬件實現的高效算法的同時，充分考慮了ECC算法的多樣性，沒有使用針對單一曲線的快速算法。上層運算中最重要的部分是KP運算，結合底層有限域運算的特點對四種求KP的快速算法進行分析，最終選擇了射影坐標下的Montgomery方法并給出了其FPGA實現算法。在Altera公司的集成開發(fā)環(huán)境QuartusII下，用VHDL語言實現了橢圓曲線算法的底層域運算及上層KP運算。使用ANXIX9．62中橢圓曲線的
3、例子對各個運算模塊進行測試，驗證了它們的正確性。測試結果表明：設計芯片能夠有效地完成橢圓曲線加密體制完熬流程；在20MHz的工作頻率下，平均每次KP運算的時間為15．15ms。該芯片可以支持ms256的F1，域上任意可變曲線的ECC公鑰密碼算法，是一種系統(tǒng)參數可選擇的高速橢圓曲線密碼芯片。關鍵詞：橢圓曲線，ECC，密碼系統(tǒng)，FPGA武漢理工大學碩士學位論文WiththerapiddevelopmentofthecomputingspeedofcomputerandthepowerofInternetdistributedcalculating,someclassicalci
4、phersystemsuchasRSA,Diffie—Hellman．etcaremoreandmoreinsecurewhenthelengthofcryptographickeylessthan512bit．Thou曲lengthencryptographickeymayenhancesecufity’encryptwillbemoreandmoreinefficiency,inadditionthedemandforsystemincreasinglyhigher．Hence，EllipticCurveCryptosystem(Ecc)hasexhibitsitsad
5、vantagefullyin“ShortCryptographicKey”．ECCtendtosubstituteRSAastheuniversalpublickeycryptographicsystem．。ThisthesisanalyzedEllipticCurveCryptosystemalongwiththearithmeticbaseofellipticcurveandstudiedthematerialalgorithmsforFPGAimplementationofEllipticCurveCryptosystemindetails．1willpresenta
6、feasibleschemeforhardwareimplementationofellipticcurvecryptographicsystem．Amixedparallel-serialmultiplyingunitisdesigned，whichmakestheareaandthevelocityofthecalculationofmulti!cllicationmatchbest．ExtendedEuclideanAlgorithmisselectedtorealizeinversionfromthestandpointofsavingtime．Somefastal
7、gorithmsinallusiontogivenellipticcurveareabandonedconsideringdiversityofEllipticCurveCryptosystem．Fourtypesofthepointmultiplicationalgorithmsareanalyzedinthisthesis．Consideringthecharacteristicsofsubjacentoperation，itisconcludedthattheMontgomeryalgorithmiseasi
