硬件可配置RSA-ECC密碼協(xié)處理器的VLSI實現(xiàn)研究.pdf

1、信息安全中的核心技術(shù)是密碼技術(shù),基本上可分為三類:序列密碼,對稱密碼(分組密碼),以及非對稱密碼(公鑰制密碼).其中非對稱密碼算法是支撐解決信息安全問題的核心.目前主要采用的公鑰制密碼算法有兩種:基于大整數(shù)因子分解難題的RSA算法和基于橢圓曲線上離散對數(shù)計算難題的ECC算法.RSA算法是目前最成熟,使用最廣泛的一種算法.與RSA公鑰體制相比,ECC密碼體制具有更高的單比特安全性,是當(dāng)前信息安全領(lǐng)域的發(fā)展方向.因此,研究一種兼?zhèn)鋬烧吖δ艿?/p>

2、處理器具有廣泛的應(yīng)用前景和良好的現(xiàn)實意義.該文從兩種不同的密碼算法著手,在綜合兩種算法優(yōu)點的基礎(chǔ)上,提出了一種新的改進的模乘算法,并設(shè)計了一種具有可配置特點的密碼協(xié)處理器架構(gòu):可以根據(jù)用戶對密碼算法的不同要求,選擇相應(yīng)的密碼處理單元;也可以根據(jù)密碼系統(tǒng)安全性能的不同要求,對密鑰長度重新配置;密碼協(xié)處理器采用微代碼指令的形式實現(xiàn),控制簡單,對于不同ECC的點乘和RSA模乘運算調(diào)度算法,可以通過協(xié)處理器指令來編程實現(xiàn),而無需重新設(shè)計協(xié)處理器

3、.在點乘和模冪調(diào)度算法的研究上,該文從邏輯抗功耗的角度出發(fā),提出了一些改進的調(diào)度算法,并且對結(jié)果做了初步的分析,分析的結(jié)果對于將來對抗功耗分析有一定的借鑒意義.在設(shè)計的處理器架構(gòu)基礎(chǔ)上,該文對可配置RSA/ECC加密協(xié)處理器進行了VLSI設(shè)計,并對主控制器+協(xié)處理器的設(shè)計方案進行了FPGA驗證,最后用標(biāo)準(zhǔn)單元庫完成了ASIC設(shè)計實現(xiàn),設(shè)計采用SMIC 0.18的標(biāo)準(zhǔn)單元庫綜合,系統(tǒng)工作在100M時鐘下,電路規(guī)模為61K等效門,512位的