一种基于折半运算的Comb标量乘算法

通过将折半运算应用于Comb算法,提出了一种新的Comb标量乘算法,它可以提高域Fm2上的椭圆曲线标量乘法的效率.在预计算阶段和赋值阶段,新算法分别用高效的折半运算取代倍点运算.对新算法运行时间进行分析,并与传统的Comb算法进行比较,当窗口宽度w=4时,新算法效率提高58%~63%.     

基于光学层析技术的图像重建

对于光学层析技术(OCT)的原理以及光学层析技术的2类传统算法进行了详尽的分析和阐述,对其各自的优缺点做了比较,并对目前在传统算法基础上发展起来的各种新算法做了简单的介绍.     

基于重排频谱时频脊的海面小目标检测

针对由于传统W-H算法计算量大,检测效率不高,海面小目标检测难度较大的问题,提出了基于重排频谱时频脊的小目标检测新算法.通过研究实测数据的时频谱能量分布特点,对比了在不同极化条件下,传统算法与新算法对多组实测数据的分析结果,研究了Hough参数域内的尖峰特性,对小目标实现了有效检测,验证了算法的可行性.最终得出结论:新算法选取重排算法以及提取重排谱时频脊提高了检测能力,降低了运算量,对海面小目标实现有效检测,且HH极化条件下新算法的检测性能更好.     

一种适合于低代价、低功耗VLSI实现的块匹配运动估值算法

本文给出了一种用于块匹配运动估值的改进的多分辨率望远镜搜索(MRTlcS)算法.它以望远镜的逆向搜索取代了传统的望远镜搜索,这一改进有效地降低了VLSI实现时对片上存储器容量和带宽的要求.此外本文还采用运动跟踪和自适应搜索窗技术来减小运动估值的计算复杂性.适合于低代价、低功耗VLSI实现是新算法的显著特点.模拟结果表明新算法要求的平均运算量仅为MRTlcS算法的30%左右,而仍然可以得到相似的视频解码图质量.本文也给出了新算法和MRTlcS算法用于VLSI实现时的硬件代价和功耗比较.     

用于无线快衰落信道的快速自适应估计新算法

提出了一种用于无线快衰落信道的快速自适应估计新算法--拆分基展开递推最小二乘法.该算法通过利用多径信道之间相互独立的特性,减少了传统基展开递推最小二乘法在相关运算过程中的冗余.实验结果表明,提出的新算法与传统的基展开递推最小二乘法比较,在得到同样信道估计精确度的条件下,算法的复杂度降低了约80%.     

一种改进的神经网络红外焦平面阵列非均匀性校正算法

传统的神经网络非均匀性校正算法对噪声具有较好的自适应性,但当空间低频噪声较大时,校正效果明显下降.为此,提出了一种传统神经网络同场景的一阶统计相结合的改进算法.将对偏置的估计转化成对场景的统计和对辐射均值的估计,新算法较原算法具有了更强的校正能力,特别适合于非均匀性主要由偏置产生的焦平面器件.理论分析和比较实验结果显示了其优越性.     

海杂波背景下漂浮小目标检测新算法

针对海杂波背景下漂浮小目标检测问题,提出一种海杂波背景下漂浮小目标检测新算法.利用互补自适应噪声集合经验模式分解-鲁棒性独立主成分分析与Savitzky-Golay滤波算法(EEMDCAN-Robust ICA&SG)联合去噪算法处理海面回波信号,对重构信号用改进蝙蝠算法优化KELM模型做混沌预测.实验结果表明:新算法在不破坏海杂波混沌特性的前提下,极大地抑制了海杂波.在同等条件下,与传统混沌预测算法相比,训练时间短、预测精度高.新算法的检测性能稳定,低信杂比下的检测性能显著优于传统算法,证明新算法能快速实现对漂浮小目标的有效检测.     

基于两点式数据关联算法的多机动目标跟踪

本文首先分析了两点式概率数据关联算法,在此基础上将其与交互式多模型算法结合起来提出了一种用于跟踪多机动目标的新算法.由于充分利用了两点式数据关联算法在关联精度和计算量上的优越性,所提出的新算法无论在跟踪精度方面,还是计算量上都有很大的改善.理论分析与仿真结果验证了该算法优于传统的交互式多模型联合数据关联算法.     

一种基于类中心矫正的层次聚类算法

为了克服传统层次聚类算法由于两类合并造成的中心点偏移的严重缺陷,提出了一种基于类中心矫正的层次聚类算法,从而提高了算法的精确度;同时继承了传统层次聚类对初始中心点的无依赖性;经分析,算法对于已知聚类数和未知聚类数两种情况均有着良好的聚类效果.通过标准数据测试,结果表明新算法的聚类性能与层次聚类算法相比有更高的精确度;并且让新算法用于指导图像分割实验,证明了算法的有效性.     

基于平均方差和邻域信息的改进型二维Otsu算法

针对传统二维Otsu算法忽略边界信息对图像分割结果有一定影响、计算时间长的问题,研究提出了一种基于平均方差和邻域信息的改进型算法。新算法先利用中值滤波来重新构建一个二维直方图,再用平均方差定义一个新的二维阈值选取函数,最后对图像进行二值化处理。实验结果表明,与传统二维Otsu法及其快速递推算法相比,新算法有效提高了分割精度,减少了算法的运行时间,其运行时间仅为传统二维Otsu算法的1.55%,大约是快速递推算法的40.69%。     

一种Montgomery型椭圆曲线的高效标量乘算法

椭圆曲线标量乘法是椭圆曲线密码系统的基本运算,安全高效的标量乘法将直接提高椭圆曲线密码系统的效率和安全性.本文将Fibonacei数列的概念进行了扩展,提出了Fibonacci型数列的概念,并用Fibonaeei型数列将Montgomery型曲线上点的加法运算公式进行了简化,得到了新的点加公式fibAdd.利用黄金比率...     

基于双基表示的并列点乘算法

 双基表示是一种整数表示法,它将任意整数表示成2和3的混合幂次的和或差的形式,并列点乘是一种快速的点乘算法,应用于一些椭圆曲线密码体制中.本文在现有的双基表示算法以及并列点乘算法的基础上,提出了新的双基表示算法以及基于该双基表示算法的并列点乘算法,该算法利用了一些特殊点的快速计算公式,从而有效地提高了并列点乘算法的执行效率.实验表明,在密钥长度为160比特,[S]/ =0.8时,当 /[M]=30,新算法的效率比基于JSF表示的并列点乘算法提高了22%;当 /[M]=10,新算法比JSF表示提高了6%;当 /[M]=8,新算法比JSF表示提高了3%.     

Scalar Multiplication on Elliptic Curves by Frobenius Expansions

Koblitz has suggested to use “anomalous” elliptic curves defined over F₂, which are non-supersingular and allow for efficient multiplication of a point by an integer. For these curves, Meier and Staffelbach gave a method to find a polynomial of the Frobenius map corresponding to a given multiplier. Muller generalized their method to arbitrary non-supersingular elliptic curves defined over a small field of characteristic 2. In this paper, we propose an algorithm to speed up scalar multiplication on an elliptic curve defined over a small field. The proposed algorithm uses the same technique as Muller's to get an expansion by the Frobenius map, but its expansion length is half of Muller's due to the reduction step (Algorithm 1). Also, it uses a more efficient algorithm (Algorithm 3) to perform multiplication using the Frobenius expansion. Consequently, the proposed algorithm is two times faster than Muller's. Moreover, it can be applied to an elliptic curve defined over a finite field with odd characteristic and does not require any precomputation or additional memory.     

一种基于边信道原子的快速标量乘算法

Simple power analysis is the most devastating attack on the security of elliptic curve scalar multiplication and can probably retrieve the secret key. In this paper, we analyze the formulas of point doubling and addition on Jacobi-quartic Curve in projective coordination. In addition, a fast and secure side-channel atomic scalar multiplication algorithm is proposed using the side-channel atomic block. Compared with the previous methods, the new algorithm is more efficient. For 192 bits scalar using NAF recoding, the efficiency of the new algorithm is increased by about 6.7%~23% if S/M=0.8 or 12.7%~33.2% if S/M=0.6.     

Design of highly efficient elliptic curve crypto-processor with two multiplications over GF（2^163）

In this article, a parallel hardware processor is presented to compute elliptic curve scalar multiplication in polynomial basis representation. The processor is applicable to the operations of scalar multiplication by using a modular arithmetic logic unit (MALU). The MALU consists of two multiplications, one addition, and one squaring. The two multiplications and the addition or squaring can be computed in parallel. The whole computations of scalar multiplication over GF(2163) can be performed in 3 064 cycles. The simulation results based on Xilinx Virtex2 XC2V6000 FPGAs show that the proposed design can compute random GF(2163) elliptic curve scalar multiplication operations in 31.17 μs, and the resource occupies 3 994 registers and 15 527 LUTs, which indicates that the crypto-processor is suitable for high-performance application.     

一类j=0超奇异椭圆曲线的性质及其标量乘算法

针对非超奇异椭圆曲线上的标量乘算法已经有比较多的研究.与非超奇异曲线不同,超奇异椭圆曲线的自同态环是四元数代数的一个序模,为非交换环.本文主要针对特征大于3的有限域上一类j不变量为0的超奇异椭圆曲线,分析了曲线自同态环及其商环的结构.进而研究了此类曲线上整数表示的性质,并基于这种表示方法提出了一种针对此类曲线的标量乘算法.理论上证明了针对此类超奇异曲线,当选择合适系数集合时,此表示实质上为p-adic展开.实验结果表明：相较于4-NAF等方法,p-adic表示方法提高标量乘效率一倍以上.     

针对随机伪操作的简单功耗分析攻击

讨论针对随机伪操作椭圆曲线密码标量乘算法的SPA攻击,理论推导和实测结果均表明,在单样本SPA攻击下,即可在功耗曲线中获取大量的密钥信息;而在针对算法中随机操作漏洞的一种新型多样本SPA攻击—多样本递推逼近攻击下,用极小样本量就可完整破译密钥.当密钥长度为n时,该攻击方法完整破译密钥所需的样本数仅为0(1b n).     

一类安全椭圆曲线的选取及其标量乘法的快速计算

安全椭圆曲线的选取和标量乘法的快速计算是有效实现椭圆曲线密码体制的两个主要问题.本文将二者结合起来考虑给出了一类适合普通PC机实现的安全椭圆曲线,并详细给出了选取这类曲线的具体步骤和基于"大步-小步法"思想构造了一种新的计算这类曲线上标量乘法的快速算法.这类曲线不仅选取容易而且利用本文所提出方法计算其标量乘法时能使所需椭圆曲线运算次数大大减少.此外,选用这类曲线后基域中元素不再需要专门的表示方法,各种运算能非常快地得到实现,从而能极大地提高体制的整体实现速度.     

高性能可扩展公钥密码协处理器研究与设计

 本文提出了一种高效的点乘调度策略和改进的双域高基Montgomery模乘算法,在此基础上设计了一种新型高性能可扩展公钥密码协处理器体系结构,并采用0.18μm 1P6M标准CMOS工艺实现了该协处理器,以支持RSA和ECC等公钥密码算法的计算加速.该协处理器通过扩展片上高速存储器和使用以基数为处理字长的方法,具有良好的可扩展性和较强的灵活性,支持2048位以内任意大数模幂运算以及576位以内双域任意椭圆曲线标量乘法运算.芯片测试结果表明其具有很好的加速性能,完成一次1024位模幂运算仅需197μs、GF(p)域192位标量乘法运算仅需225μs、GF(2^m)域163位标量乘法运算仅需200.7μs.     

On Parallelization of High-Speed Processors for Elliptic Curve Cryptography

This paper discusses parallelization of elliptic curve cryptography hardware accelerators using elliptic curves over binary fields $BBF_{2^{m}}$. Elliptic curve point multiplication, which is the operation used in every elliptic curve cryptosystem, is hierarchical in nature, and parallelism can be utilized in different hierarchy levels as shown in many publications. However, a comprehensive analysis on the effects of parallelization has not been previously presented. This paper provides tools for evaluating the use of parallelism and shows where it should be used in order to maximize efficiency. Special attention is given for a family of curves called Koblitz curves because they offer very efficient point multiplication. A new method where the latency of point multiplication is reduced with parallel field arithmetic processors is introduced. It is shown to outperform the previously presented multiple field multiplier techniques in the cases of Koblitz curves and generic curves with fixed base points. A highly efficient general elliptic curve cryptography processor architecture is presented and analyzed. Based on this architecture and analysis on the effects of parallelization, a few designs are implemented on an Altera Stratix II field-programmable gate array (FPGA).