基于正規(guī)基的橢圓曲線密碼機(jī)制研究與FPGA實(shí)現(xiàn).pdf_第1頁(yè)
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1、隨著通信技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的嵌入式設(shè)備開始帶有上網(wǎng)功能,因此互聯(lián)網(wǎng)的安全問(wèn)題可能會(huì)在嵌入式設(shè)備中出現(xiàn)。橢圓曲線密碼機(jī)制是一種高安全性的公鑰密碼機(jī)制,尤其是基于正規(guī)基的橢圓曲線密碼機(jī)制,在有限域上有高效的運(yùn)算法則。所以對(duì)基于正規(guī)基的橢圓曲線密碼機(jī)制的研究和實(shí)現(xiàn)就具有重大的意義。 本文在深入分析基于正規(guī)基的有限域運(yùn)算和橢圓曲線域運(yùn)算的基礎(chǔ)上,結(jié)合橢圓曲線數(shù)字簽名算法,提出了一種應(yīng)用于嵌入式設(shè)備的橢圓曲線數(shù)字簽名方案。該方案中的點(diǎn)乘

2、運(yùn)算(PM模塊)選擇改進(jìn)的Montgoment算法,將不關(guān)聯(lián)的模乘運(yùn)算并行化、相同的運(yùn)算復(fù)用同一模塊,一方面減少運(yùn)算時(shí)間,另一面減少資源占用。偽隨機(jī)數(shù)生成器(RAND_N模塊)采用線性反饋移位寄存器,輸出數(shù)據(jù)的周期為263-1;為了減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時(shí)間,將輸出數(shù)據(jù)判斷功能集成到該模塊內(nèi),并將串行輸出組成191位的并行輸出。橢圓曲線域的點(diǎn)加采用仿射坐標(biāo)下的點(diǎn)加算法,通過(guò)復(fù)用有限域的模乘和模逆模塊,將點(diǎn)加,模乘,模逆運(yùn)算集成到一個(gè)模塊(PA_M

3、UL_INV模塊),有效地減少了資源的消耗。求模模塊(MOD_N模塊)對(duì)輸入的數(shù)據(jù)循環(huán)相減得到結(jié)果;該模塊的區(qū)間判斷功能利用比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)。安全散列函數(shù)選用安全性較高的SHA-256算法,完成基本的hash運(yùn)算功能(SHA模塊)。 在50Mhz時(shí)鐘頻率下仿真表明:點(diǎn)乘模塊占用三萬(wàn)個(gè)邏輯資源,運(yùn)算速度達(dá)到462.234Kbit/s;偽隨機(jī)數(shù)生成器生成有效數(shù)據(jù)的最小速度是4.38 Mbit/s;點(diǎn)加,模乘,模逆運(yùn)算速度分別是24.23

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