GF(2m)域Montgomery模乘器的高效设计及FPGA实现

为了进一步提高Montgomery模乘的效率,对通用Montgomery模乘算法进行改进,提出一种在单位时钟内能可变步长迭代计算模乘的方案。并结合硬件结构特点设计串并混合结构的模乘运算电路,通过modelsime 10.2a及Synplify Pro工具分别进行仿真验证和综合测试。在Xilinx Virtex2系列的xc2v3000 FPGA芯片中综合结果表明,当选取步长为13时,执行一次163位的模乘运算仅需43 ns,此时最高频率可达304 MHz;当选取步长为14时,完成一次233位模乘仅需要17个时钟周期,且取得速度与资源取的最佳折衷。     

一种可重构模乘器的硬件设计

提出一种改进的基于剩余数系的Montgomery模乘算法.该算法通过对相对固定的参数进行预计算,从而减少运算过程中模乘运算的次数,与Bajard J C提出的算法(IEEE计算机会刊,2004第6期)相比减少300/(2k+8).同时基于改进算法提出数据长度可伸缩的硬件模乘器结构设计,并在0.18 μm SMIC工艺下...     

一种改进LMSTDE算法的硬件设计与实现

为了满足高速运算应用的需要,给出了基于改进自适应时延估计算法的硬件设计与实现方案;首先根据单芯片硬件实现自适应时延估计的特点对该算法的操作顺序进行了调整并说明了其可行性;然后根据给出的系统框图,采用了基于流水线操作和并行结构的设计方法、定点纯小数的数据格式和适中字长以及层次化和模块化的方法,实现了算法的设计;计算机仿真结果表明,基于调整后算法的硬件实现的时延估计结果同原算法一样均收敛于理论值,因而设计与实现的方案是可行有效的.     

基于Montgomery模乘的RSA加密处理器

提出一种基4的Montgomery模乘算法及优化的硬件结构,将传统基2模乘运算迭代次数减少近一半。在该模乘模块基础上设计高速RSA加密处理器,采用进位保留形式的全并行模幂运算流程,避免长进位链和中间结果转换的问题。结果表明,该设计同时适应FPGA和ASIC实现,完成一次标准1 024位RSA加密运算仅需9 836个周期,加密速率提高50%以上。     

Montgomery模平方算法及其应用

分析Montgomery模乘算法的设计思想和模平方中乘法的计算过程,通过引入两种新的平方计算方法以及对Montgomery算法的优化,提出适合于通用32位处理器实现的Montgomery模平方算法。将该方法应用于模幂计算,给出基于滑动窗口技术的Montgomery模幂算法。实验结果表明,该算法能将模幂的计算速度提高9%~12%。     

RSA密码系统有效实现算法

本文提出了实现RSA算法的一种快速、适合于硬件实现的方案，在该方案中，我们作用加法链将求幂运算转化为求平方和乘法运算并大大降低了运算的次数，使用Montgomery算法将模N乘法转化为模R（基数）的算法，模R乘积的转化，以及使用一种新的数母加法器作为运算部件的基础。     

一个新的基于radix-8的标量乘算法

椭圆曲线标量乘是椭圆曲线密码系统中最关键、最耗时的运算,因此如何快速高效实现标量乘运算是研究的重点。目前常见的标量乘算法有:double-and-add算法,NAF算法,MOF算法等,但它们都是基于radix-2编码表示的,无论采用何种编码,倍点运算的次数都不变,减少的只是点加(或点减)运算的次数。提出一个基于radix-8表示的新的编码方法,及一个基于radix-8表示的标量乘算法,通过用八倍点运算代替倍点运算,且编码是从左到右(即从最高位向最低位)进行,编码和主计算可以合并,提高实现效率并节省内存空间。实验结果表明,该算法较经典的double-and-add算法能够提高效率30%以上。     

一种适于硬件实现的快速模乘算法

RSA算法是目前应用最广泛的一种公钥加密算法,随着人们对加密安全性和加密速度要求的提高,硬件实现加密算法成了密码学应用的一个趋势。模乘算法是模幂算法的核心,基于Montgomery算法,结合Booth2算法的思想,文章给出了一种改进的高效算法,并且通过FPGA实现。对该算法和参考文献中算法的性能进行了比较,可以看出这一改进算法在速度和面积上优于现有的算法。     

RSA模乘器硬件优化设计

在分析RSA算法的基础上，着重对核心的模乘运算进行了优化，并在FPGA上对改进后的模乘算法以及1024位的RSA密码算法进行了仿真。实验结果表明，优化效果较为理想。本文涉及RSA模乘器能够较好地满足现代电子政（商）务，变电站远程通讯等应用系统的实时性要求，具有良好的应用前景。     

RSA高速模乘单元的设计

论文分析了Montgomery算法,利用迭代加法之间的并行性提出了一种流水并行工作的硬件模乘结构。该结构具有时钟频率高,模幂运算时间短的优点,适合于RSA的模幂运算,可以极大提高RSA加密运算的效率,同时其体系结构适合于高阶Montgomery算法的实现。FPGA实现的结果表明,512位的高速模乘单元工作频率74.27MHZ;1024位的高速模乘单元工作频率73.94MHZ。模乘单元的面积与位宽成正比,而工作频率基本不变。基于此结构,512位的RSA运算时间为1.78ms,1024位的RSA运算时间为7.08ms。     

一种新型的基于Montgomery的模幂器结构

大数模乘是许多公钥密码体制的核心运算，也是运算效率提高的瓶颈。基于Montgomery模乘算法，该文提出了一种改进的快速模乘及其模幂算法，由于采用了新的booth编码，算法的循环次数减少近一半，因此性能提高近一倍。模幂器采用新型的保留进位加法器(CSA)树，此结构无须对每次模乘的结果求和。实验表明，在97MHz时钟频率下，1 024-bit模幂器的波特率为184Kb/s，适合于设计高速的公钥密码协处理器。     

RSA密码系统有效实现算法

大整数模幂乘运算一直是制约RSA广泛应用的瓶颈,在对传统算法剖析的基础上,提出了一种新的快速模乘算法,借鉴生成Wallace tree的思想,结合查找表和并行乘法运算进行RSA模幂运算。理论分析和试验证明新算法时间复杂度降低到O(logn)。     

Montgomery算法及其快速实现

基于传统的Montgomery算法，提出了对其加速的3种方案。分别对求逆元、模乘以及大整数平方运算构造了相应的快速算法，大大降低了传统Montgomery算法的时间复杂度，从而提高了RSA算法的加解密速度。