GF（3^m）-ECC算法及其软件实现

研究GF（3^m）有限域算术、GF（3^m）上的椭圆曲线群算术和椭圆曲线密码协议。设计并实现椭圆曲线密码算法库,对各种GF（3^m）-ECC密码算法进行仿真和性能分析,结果表明GF（3^m）-ECC算法与GF（2^m）和GF（p）上的ECC算法效率相当,可以应用到基于ECC的各种安全协议设计中。     

基于域GF（2^m）上的椭圆曲线中标量乘的快速算法

标量乘法的快速运算是椭圆曲线密码学中研究的一个焦点。本文讨论基于域GF（2^m）的非超奇异椭圆曲线上2P＋Q运算，给出了在域GF（2^m）中的椭圆曲线点此类运算的一个完整的改进算法，并对算法做了简单的分析。得出结论：我们所给出的算法比IEEE给出的标准算法效率提高10％以上。     

基于GF(2n)上椭圆曲线标量乘的快速实现

椭圆曲线密码体制是一种基于代数曲线的公开密码体制,其曲线的标量乘速度决定了该密码体制的速度。正规基表示基域元素虽然利于硬件实现,但当n较大时会消耗大量的硬件资源。该文通过对椭圆曲线密码体制不同层次的算法进行分析,给出了具体的快速实现方案,并完成了与8位CPU的接口设计。FPGA实现结果表明,硬件消耗为14 544个逻辑单元,在频率为53.70 MHz时钟驱动下,运算速度为每秒40.71次。     

一类适合椭圆曲线密码的域元素快速乘法算法

自1985年Koblitz和Miller首次提出椭圆曲线密码之后,这种公钥密码的潜力越来越被人们所认识。但是椭圆曲线密码在计算上又是很复杂的,在实际的软件实现过程中执行速度往往很慢。论文讨论了被称之为最优扩域(OEF)的有限域上的椭圆曲线密码,给出了一种关于OEF中域元素的快速乘法算法。     

两类超奇异椭圆曲线的快速标量乘法

研究了特征为2和3的域上的超奇异椭圆曲线的快速标量乘法。该两类曲线适合建立可证明安全的密码体制,利用这两类曲线的复乘性质,结合Frobenius自同态和可以简单计算的自同态,给出了一种不用预计算的快速算法,相较IEEE1363标准算法,计算效率分别提高了4倍和3倍。     

素数域[GF(P)]上椭圆曲线快速标量乘算法的研究

基于求逆转换为乘法的思想,利用仿射坐标提出了直接计算椭圆曲线上[7P]的算法,该算法运算量为I+23M+10S,比现有的算法节省了一次求逆运算,同时也给出了直接计算[7kP]的快速算法,该算法比重复计算[k]次[7P]更有效。结合多基数系统将这些新算法应用到标量乘法中,实验结果表明,在NIST推荐的椭圆曲线上,新算法的效率优于徐凯平等人所提的算法及传统的ternary-binary、3-NAF、Dimitro算法,相交处I/M可降至2.4。     

椭圆曲线底层域快速算法的研究

为了提高椭圆曲线底层域运算的效率,基于将求逆转换为乘法运算的思想,提出了在素数域[FP]上用仿射坐标直接计算4P和5P的快速算法,其运算量分别为I+7M+8S和I+12M+10S,与Duc-Phong和徐凯平等人所提的算法相比,效率分别提升了4.6%和2.6%。同时在仿射坐标下给出了一种直接计算[5kP]的快速算法,其运算量为[I+(15k+1)M+][(10k-1)S],与徐凯平和Mishra等人所提的算法相比,效率分别提升了5.7%和26.8%。     

椭圆曲线底层域快速算法的优化

为了提高椭圆曲线底层域运算的效率,基于将乘法转换为平方运算的思想,提出在素数域[FP]上用雅克比坐标直接计算[2kP]和[3kP]的改进算法,其运算量分别为[(3k-1)M+(5k+3)S]和[(6k-1)M+(9k+3)S],与DIMITROY和周梦等人所提的算法相比,算法效率分别提升了6.25%和5%。另外,利用相同的原理,给出了素数域[FP]上用在仿射坐标系直接计算[3kP]的改进算法,其运算量为[I+(6k+1)M+(9k+1)S],与周梦和殷新春等人所提的算法相比,效率分别提升了3.4%和24%。     

基于智能卡的素数域椭圆曲线密码的快速实现

椭圆曲线密码相比其它公钥密码,有密钥短的特点,尤其适合在智能卡等资源受限的条件下使用。文章指出了在智能卡平台上选择素数域为基域实现椭圆曲线密码的原因。并详细分析了椭圆曲线密码实现过程中的各个环节,包括标量乘法运算、点加/倍点运算和基域运算,指出了各个环节的优化措施。最后给出了素数域椭圆曲线签名算法在智能卡上实现的实验数据,实验结果证明文中采用的实现方法是高效的。     

椭圆曲线窗口标量乘法的研究与Delphi实现

椭圆曲线加密算法是一种非常流行的方法,影响椭圆曲线算法执行效率的因素有很多,标量乘法就是一个重要因素,椭圆曲线标量乘法的方法很多,文中主要研究了NAF和NAFw的基本原理和算法,最后在VB环境下实现了椭圆曲线窗口标量乘法。     

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.     

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。     

椭圆曲线公钥密码体制的研究热点综述

椭圆曲线密码体制是公钥密码中的研究热点。该文介绍了椭圆曲线密码体制的基本概念及相关知识,讨论了目前基于椭圆离散对数问题的椭圆曲线密码的研究动态,并指出今后的研究方向和重点。     

GF(p)上ECC的有效实现———MCS51微处理器系列

文章详细描述了在192-bit素域上椭圆曲线公钥密码体制ECC(EllipticCurvepublickeyCryptography)在IntelMCS51微处理器系列智能卡上的实现过程。采用了Generalized-Mersenne素数作基域GF(p)(p=2192-264-1),利用模数的特殊形式及椭圆曲线的特殊参数,实现了GF(p)上ECC的全部过程,并且建立了软件库。运行速度表明ECC在计算资源受限、低功耗微处理器上实现是可行的。     

椭圆曲线标量乘的快速实现

提出一种计算固定基点标量乘的快速实现算法,该算法的计算速度明显快于Fixed-base Windowing算法;且当预计算量小于255时,计算速度稍快于Fixed-base Comb算法。而且,该算法可以灵活地改变计算时间和占用内存的大小来适应不同的应用环境。     

基于二进制扩域的椭圆曲线密码快速算法

椭圆曲线公钥密码体制(ECC)具有最高的位安全强度，将是对现有公钥密码体制的替代。该文描述了代数几何与ECC的数学基础及椭圆曲线离散对数问题困难性，讨论了ECC在电子商务中的安全应用。利用仿射坐标与射影坐标的映射关系，设计了一种二进制扩域上ECC快速算法，使得ECC在电子商务中实际安全应用成为可能。     

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。     

一种通用GF(2m)模乘加速器的快速实现

在椭圆曲线密码体制(ECC)中,有限域GF(2m)上模乘运算是最基本的运算,加速模乘运算是提高ECC算法性能的关键。针对不同不可约多项式广泛应用的现状,提出了一种通用GF(2m)模乘加速器设计方案。该加速器通过指令调度的方式,能快捷地完成有限域上模乘运算。实现结果表明,该设计完全适用于智能卡等应用要求。