动态组合RSA算法

大整数模幂乘运算一直是制约RSA广泛应用的瓶颈,研究该课题具有重要的实际意义。提出了一种新的动态组合RSA算法。该算法在运用SMM算法和2k进制算法的基础上,结合模n和可变底数a对指数m动态取最优的幂后进行模幂乘运算。理论分析和试验证明新算法的最优时间复杂度可达到O（ln^2n）。     

快速大数模乘算法及其应用

大数模幂乘是 RSA、El Gamal、DSA等公钥密码算法和数字签名算法的基本运算 ,而大数模乘运算是快速实现模幂乘的关键 .本文在分析比较现有快速模乘算法的基础上 ,提出了一个基于滑动窗口的快速模乘算法 .由分析可知 ,当模 N的长度为 5 12位时 ,本算法平均只需做 5 0 7次 n- bit加法便可实现 A× B mod N运算 .该算法便于软件与硬件实现     

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Montgomery模幂乘硬件流水线实现算法

文章提出了一种基于Montgomery算法的模幂乘硬件流水线实现算法,该算法的核心是把模N乘上一个系数,使倍增后的模之低若干位(二进制)全为1,然后用倍增后的模进行Montgomery算法模幂乘运算。采用该算法,可以设计出用于实现RSA的高频流水线运算部件。     

Montgomery算法的改进及其在RSA中的运用

Montgomery算法被认为是计算大数模乘的最快的算法。详细叙述了它的理论基础和算法原理,加以改进并应用在RSA模幂运算中。     

基于n-bit协处理器的2n-bit RSA实现

借助模幂乘协处理器是提升RSA性能最有效的方法,但当RSA模幂运算长度超过协处理器能支持的最大运算长度时,协处理器将不再适用。本文针对这个问题,基于中国剩余定理和Fischer、Seifert算法,在n－bit模幂乘协处理器的基础上实现了模长为2n-bitRSA算法,并利用模幂乘协处理器实现了n－bit大数乘法和除法,进一步提高了RSA运算效率。     

公开密钥算法芯片的设计与实现

以RSA算法为例,探讨公钥密码处理芯片的设计与优化。首先提出公钥密码芯片实现中的核心问题,即大整数模幂运算算法和大整数模乘运算算法的实现;然后针对RSA算法,提出Montgomery模乘算法的CIOS方法的一种新的快速硬件并行实现方法,其中采用加法与乘法并行运算以及多级流水线技术以提高性能,较大地减少乘法运算时间,显著提高模乘器的运算性能。     

一种改进的RSA模幂乘算法

模幂乘运算是RSA算法中的主要内容,传统的模幂乘运算是将指数化为二进制数进行迭代,指数2k进制化算法是其改进的算法,能缩短指数的序列长度,减少迭代次数。本文在此基础上介绍一种改进的算法,通过实例分析,改进后的算法可以提高运算速度。     

大数模幂乘动态匹配快速算法及其应用

针对 RSA、Elgamal、DSA等算法在进行数据加密或数字签名时都要进行复杂的大数模幂乘运算 ,本文分析了目前常用的几种大数模幂乘算法 ,并在此基础上提出了一种动态匹配快速算法 .实验表明 ,将该算法用于实现 RSA算法 ,其实现速度较其他算法有明显提高 .     

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。     

模重复平方算法的rho改进算法

利用循环二进制方法给出了适合大指数模乘运算的模重复平方算法的rho改进算法,以提高模幂乘法的计算速度。新算法的实质是一种指数约减算法,可以有效减少模重复平方算法中的模乘运算。通过实例计算表明,新算法可以极大地提高运算速度。     

An efficient common-multiplicand-multiplication method to the Montgomery algorithm for speeding up exponentiation

The modular exponentiation is a common operation for scrambling secret data and is used by several public-key cryptosystems, such as the RSA scheme and DSS digital signature scheme. However, the calculations involved in modular exponentiation are time-consuming especially when performed in software. In this paper, we propose an efficient CMM-MSD Montgomery algorithm by utilizing the Montgomery modular reduction method, common-multiplicand-multiplication (CMM) method, and minimal-signed-digit (MSD) recoding technique for fast modular exponentiation. By using the technique of recording the common signed-digit representations in the grouped substrings of exponent, our algorithm can improve the efficiency of both the original CMM exponentiation algorithm and the Montgomery multiplication algorithm. The fast modular exponentiation algorithm developed in this paper can be easily implemented in general signed-digit computing machine, and is therefore well suited for parallel implementation to fast evaluating modular exponentiation. Moreover, by using the proposed CMM-MSD Montgomery algorithm, on average the total number of single-precision multiplications can be reduced by about 38.9% and 26.68% as compared with Dusse-Kaliski’s Montgomery algorithm and Ha-Moon’s Montgomery algorithm, respectively.     

RSA算法的一种快速软件实现

RSA算法是基于数论的公开密钥密码体制。RSA算法已经成为现在最流行的公钥加密算法和数字签名算法之一。RSA算法的加密、解密操作要进行十进制位数达百位以上的大数运算，实现难度大，运算时间长。而影响其运算速度的主要因素是大数乘幂算法和取余算法。本文提出一种改进大数乘幂算法和取余算法，并加以实现，该算法可以提高RSA算法的运算速度。     

RSA算法的一种DSP快速实现

根据DSP特性采用了RSA模幂快速算法,在节省了主机资源的同时加速了RSA算法;另一方面,方案采用密钥拆分机制,使得完整私钥对于外界是无法访问的,同时提高了RSA算法在实际应用中的安全性。     

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。     

一种改进的针对滑动窗口模幂运算实现的密码数据Cache计时攻击

RSA,DSA等公钥密码大都基于“滑动窗口”算法实现模幂运算,其运算过程中进行的Cache访问会产生旁 路信息泄漏并用于密钥破解,基于Cache访问泄漏的幂指数分析算法是提高攻击效率的关键。通过分析现有攻击的 不足,进一步分析了预计算乘法因子到Cache的映射规律,提出了一种基于窗口值判定的幂指数分析改进算法;以基 本模幂运算为例,通过实际攻击实验验证改进算法的效率,结果表明改进算法可恢复出60%的幂指数位,优于前人最 好工作的4700;最后以RSA和DSA为例,给出了改进算法对密钥分析的影响。     

RSA算法的一种高效软件实现方法

分析了RSA算法的软件实现难点为大数的幂模运算,提出了将大数的幂模运算转换为小数幂模运算乘积的高效方法,并实现了RSA算法,该方法在理论分析和试验方面都具有较好的效果。     

Fast exponentiation by folding the signed-digit exponent in half

For modern cryptographic systems, the public key cryptosystem such as RSA requires modular exponentiation (M ^E mod?N). The M, E and N are either as large as the 1024-bit integers or even larger, it is not a very good idea to directly compute M ^E mod?N. Recently, there are many techniques have been invented to solve the time-consuming computations of such time-consuming modular exponentiation. Among these useful algorithms, the “binary (square-and-multiply) algorithm” reduces the amount of modulo multiplications. As the “signed-digit representation algorithm” has the property of the nonzero digit occurrence probability equals to 1/3, taking this advantage, this method can more effectively decrease the amount of modular multiplications. Moreover, by using the technique of recording the common parts in the folded substrings, the “folding-exponent algorithm” can improve the efficiency of the binary algorithm, thus can further decrease the computational complexity of modular exponentiation. In this paper, a new modular exponentiation algorithm is proposed which based on the binary algorithm, signed-digit representation, and the folding-exponent technique. By using the parallel processing technique, in our proposed method, the modular multiplications and modular squaring can be executed in parallel, and thus lower down the computational complexity to k?+?3 multiplications. As modular squaring operation over GF(2 ⁿ ) is carried out by a simple cyclic right shift operation, the computational complexity of our proposed method can be further reduced to 29k/36?+?3 multiplications.     

RSA密码算法的研究与改进实现

KSA算法是基于数论的公开密钥密码体制.通过对RSA算法的分析和对其几种实现方法的研究比较,针时该算法巨大的计算量开销问题,提出一种改进大数乘幂算法和求模算法,从而提高实现的运行速度.     

Should one always use repeated squaring for modular exponentiation?

Modular exponentiation is a frequent task, in particular for many cryptographic applications. To accelerate modular exponentiation for very large integers one may use repeated squaring, which is based on representing the exponent in the standard binary numeration system. We show here that for certain applications, replacing the standard system by one based on Fibonacci numbers may yield a new line of time/space tradeoffs.