用分布式并行算法选取GF[p]上椭圆曲线的基点

椭圆曲线密码体制(ECC)的研究与实现已逐渐成为公密码体制研究的主流,适用于密码的安全椭圆曲线及其基点的选取,是椭圆曲线密码实现的基础,而高效性是椭圆曲线密码系统得以广泛应用的重要因素。该文首先介绍有限域上定义的椭圆曲线及点群运算规则,给出椭圆曲线点群的阶。其次,就大素数域上安全椭圆曲线的基点的选取算法作了讨论,采用分布式并行算法,进一步改进优化,并借助于MIRACL系统利用标准C语言对它们成功实现．实际测试结果表明,该工作确实加快了安全椭圆曲线基点的选取。     

GF(p)上椭圆曲线密码的并行基点选取算法研究

提出一种GF(p)上椭圆曲线密码系统的并行基点选取算法,该算法由并行随机点产生算法和并行基点判断算法两个子算法组成,给出了算法性能的理论分析和实验结果.结果表明:各并行处理器单元具有较好的负载均衡特性;当执行并行基点判断算法,其标量乘的点加计算时间是点倍数计算时间的三倍时,算法的并行效率可达90%.因此该算法可用于椭圆曲线密码(Elliptic Curve Cryptography,ECC)中基点的快速选取,从而提高ECC的加/解密速度.     

椭圆曲线密码系统在GF(p)上的基点选择方法

椭圆曲线密码系统是现在主流的公钥密码系统之一。椭圆曲线密码系统的安全性是建立在椭圆曲线上离散对数问题（ECDLP)的难解性基础上的，但其系统参数的正确选择对系统的安全性也有着至关重要的影响。基点是重要的系统参数之一，在大多数有关公钥密码系统的国际标准中要求基点的阶是曲线的阶中的大素数因子以保证安全性。     

关于椭圆曲线上基点选取的讨论

本文主要讨论了椭圆曲线上基点与点数的关系,基点成功选取的概率,基点选取的方法及其在密码学中的应用。     

GF（p）上安全椭圆曲线产生算法

研究素数域GF（p）（p〉3）上的椭圆曲线,讨论阶为素数的椭圆曲线的产生算法,在此基础上,分析阶为2个素数之积的椭圆曲线产生问题,并提出一种GF（p）上安全椭圆曲线的产生算法,给出椭圆曲线及其全体有理点的随机产生实例。仿真实验结果表明,该算法是有效可行的。     

椭圆曲线基点判断算法的多核并行化

椭圆曲线基点的判断是实现椭圆曲线密码系统（elliptic curve cryptosystems,ECC）的基础。提出了一种针对ECC的基点并行判断算法,此算法基于OpenMP共享存储模型,其并行效率在多核处理器平台上获得了显著的提高,最高达到了110%。实验表明,并行后的基点判断算法的运行速度相比并行前得到了明显提高;并行效率随着n（标量的二进制长度）的增大而逐渐趋于稳定;循环缓存容量对并行效率的提升没有影响;算法能够抵抗旁道攻击。因此,该算法可用于提高ECC基点的选取速度,进而提高整体加/解密速度。     

素域上安全椭圆曲线的选取

椭圆曲线密码体制基于其长度小、安全性高等特点在公钥密码系统中得到广泛应用,其安全性是基于椭圆曲线上的离散对数的难解性,它还依赖于椭圆曲线的选择.建立椭圆曲线密码体制的首要问题之一就是产生能够抵抗已有算法攻击的安全的椭圆曲线.文中主要研究素域上的椭圆曲线,归纳椭圆曲线选取的安全准则以及用随机法产生安全椭圆曲线,给出一种产生安全椭圆曲线域参数的方法和域参数的验证算法.椭圆曲线的安全是保证密码体系安全的重要因素.     

亏格为3的超椭圆曲线除子加法的并行算法

本文给出了求超椭圆曲线除子加法并行算法的一个易于实现的一般性方法,使用该方法得到的并行算法的并行轮数是最小的.将该方法应用于亏格为3的超椭圆曲线除子加法运算中,得到分别使用9和7个乘法处理器,可在15轮运算中实现除子加法和倍点运算的一个并行算法.     

GF(2m)上椭圆曲线密码协处理器的快速实现

在分析椭圆曲线密码体制的基础上,给出了椭圆曲线密码体制基本运算单元的硬件设计方案,基于FPGA实现了一种GF(2m)上椭圆曲线密码协处理器.采用双端口RAM技术完成了协处理器与微控制器的挂接,并且根据微控制器不同的指令调度,协处理器能够完成椭圆曲线密码体制5种基本运算操作.实现结果表明,该协处理器能够适应160≤m≤400范围内任意有限域的选取,能较好地满足数字签名和数据加解密中的应用要求.     

GF(2m)上椭圆曲线密码协处理器的硬件实现

给出了一款GF(2m)上椭圆曲线密码协处理器的描述。对于椭圆曲线密码学中最关键的模乘运算采用蒙格玛利模乘算法，并且对这种算法进行改进，得到一种通用性较强的算法。对于硬件实现中遇到的判断寄存器是否为零，给出了一种快速方法。该协处理器共分为6部分，分别为：主控制单元，椭圆曲线点乘单元，椭圆曲线点加单元，椭圆曲线点倍单元，有限域加法单元，蒙格玛利模乘算法单元。     

GF（3^m）椭圆曲线群快速算术运算研究

详细研究了GF(3m)上椭圆曲线基本算术运算,给出并证明GF(3m)上超奇异和非超奇异椭圆曲线仿射坐标系下点加、倍点、3倍点和3k倍点计算公式.提出高效3k倍点递归算法,在逆乘率较高时,其效率要优于逐次3倍点算法.在此基础上,提出一种新的变长滑动窗口wrNAF标量乘算法,其在保证较少点加法运算优点的同时可有效降低3倍点的计算量.     

高并行可配置的GF(p)域ECC处理器

提出一种基于传输触发架构的可配置高并行性素域椭圆曲线密码处理器。该处理器用于快速实现点乘运算,通过配置特殊的功能单元、总线以及寄存器文件堆,可针对不同安全需求进行扩展。超长指令字的指令格式使处理器具有高并行性。设计的特殊功能单元 MMAU加速了模乘运算的实现。仿真结果表明,在0.18 μm CMOS工艺下,处理器所占面积为83 Kgates,能工作在最大120 MHz时钟频率下,可以在0.425 μs和2 ms内完成一次192 bit的模乘和点乘运算。     

椭圆曲线密码的DSP安全并行实现

该文在综述目前Fp上椭圆曲线密码算法(ECC)实现方法的基础上,分析了ECC在DSP内实现的安全性问题。最后给出了一种DSP上的ECC并行实现方案,该方案在安全性和效率上较目前常用的方法具有较大优势,对其它硬件平台上ECC的实现也有一定的参考价值。     

GF(2m)上椭圆曲线标量乘的硬件结构实现

基于Reyhani Masoleh提出的GF(2m)高斯正规基乘法实现了三拍非流水的正规基乘法器,并基于该乘法器实现了一种高性能López-Dahab标量乘硬件结构.Reyhani-Masoleh算法利用乘法矩阵的对称性降低了乘法的复杂度;而López-Dahab标量乘算法由于采用投影坐标,计算速度快且可以有效降低存储需求.基于Reyhani-Masoleh乘法器的López-Dahab标量乘结构可以有效利用两种算法的优势,可以达到目前最好的标量乘硬件结构的性能.     

一种快速安全的椭圆曲线密码体制并行实现方法

从构建快速、安全的密码体制的思想出发,文中分析了利用椭圆曲线构建密码众所周知 椭圆曲线密码体制执行速度的相关问题,为的提高椭圆曲线密码体制的运行速度,设计了并行环境和快速算法,给出了一种快速的椭圆曲线密码体制并行实现方法。