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《橢圓曲線密碼（ecc）算法fpga實現(xiàn)及優(yōu)化設(shè)計》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理__L=人學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著計算機(jī)運(yùn)算速度的迅速提高和Internet分布式計算能力的日益強(qiáng)大，經(jīng)典的公鑰密碼體制如RSA、Diffie．Hellman等在密鑰長度為512bit下已經(jīng)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(xiàn)，其發(fā)展大有取代RSA成為通用公鑰密碼體制之勢。本文結(jié)合橢圓曲線算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)對橢圓曲線密碼體制進(jìn)行深入的分析，對橢圓曲線算法的FPGA實現(xiàn)進(jìn)行了具體的研究設(shè)計，為
2、ECC算法提供了實際可行的硬件解決方案。底層運(yùn)算的實現(xiàn)中乘法器使用串并混合型結(jié)構(gòu)以達(dá)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(kuò)展的歐幾里德方法。在尋找適合硬件實現(xiàn)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(yùn)算中最重要的部分是KP運(yùn)算，結(jié)合底層有限域運(yùn)算的特點對四種求KP的快速算法進(jìn)行分析，最終選擇了射影坐標(biāo)下的Montgomery方法并給出了其FPGA實現(xiàn)算法。在Altera公司的集成開發(fā)環(huán)境QuartusII下，用VHDL語言實現(xiàn)了橢圓曲線算法的底層域運(yùn)算及上層KP運(yùn)算。使用ANXIX9．62中橢圓曲線的
3、例子對各個運(yùn)算模塊進(jìn)行測試，驗證了它們的正確性。測試結(jié)果表明：設(shè)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(yùn)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(shù)可選擇的高速橢圓曲線密碼芯片。關(guān)鍵詞：橢圓曲線，ECC，密碼系統(tǒng)，F(xiàn)PGA武漢理工大學(xué)碩士學(xué)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
