隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展,信息泄露事件頻出,保證人們的信息安全就顯得愈發(fā)重要。加密算法為這些問題提供了有效的解決辦法,硬件加密由于其抗攻擊強,資源消耗較少、加密速度快等優(yōu)點被廣泛使用。國家密碼管理局于2010年發(fā)布的SM2算法是對橢圓曲線密碼學(xué)(Elliptic curve cryptography,ECC)的發(fā)展,簡化了ECC中明文的編碼方式、解決了明文長度的限制。本論文首先從SM2算法原理出發(fā),詳細介紹了SM2加解密算法的相關(guān)基礎(chǔ)知識,包括素數(shù)域和二進制域的介紹、橢圓曲線的基本概念以及橢圓曲線上點的計算;然后根據(jù)設(shè)計需求和特點,制定了整體的架構(gòu),提出了能適用于不同場合的雙域SM2加解密算法,并且詳細介紹了各個運算層中的各種算法,并針對設(shè)計目標進行了優(yōu)化;最后給出了硬件實現(xiàn)方案,分別進行了各個模塊的設(shè)計并完成仿真與驗證。SM2加解密算法模塊可以作為IP核通過總線與SOC(System on Chip)連接,實現(xiàn)軟硬件協(xié)同工作。本論文根據(jù)設(shè)計需求設(shè)計了如下模塊:加解密協(xié)議層的SM3密碼雜湊模塊、密鑰派生函數(shù)模塊和SM2主控制模塊;橢圓曲線層的點加模塊、倍點模塊和點乘模塊;有限域...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
第二章 密碼算法相關(guān)知識
    2.1 有限域簡介
        2.1.1 素數(shù)域
        2.1.2 二進制域
    2.2 橢圓曲線
        2.2.1 橢圓曲線的基本概念
        2.2.2 橢圓曲線上點的運算
    2.3 本章小結(jié)
第三章 有限域加密算法設(shè)計方案
    3.1 SM2 算法架構(gòu)
    3.2 加解密協(xié)議層
        3.2.1 SM2 橢圓曲線公鑰加解密算法
        3.2.2 SM3 密碼雜湊算法
        3.2.3 密鑰派生函數(shù)算法
    3.3 橢圓曲線運算層
        3.3.1 雙域點乘算法
        3.3.2 雙域點加和倍點算法
    3.4 有限域運算層
        3.4.1 雙域模加和模減
        3.4.2 雙域模乘
        3.4.3 雙域模逆
    3.5 本章小結(jié)
第四章 SM2加解密算法的模塊設(shè)計
    4.1 雙域運算單元的模塊設(shè)計
        4.1.1 模加和模減模塊
        4.1.2 模乘模塊
        4.1.3 模逆模塊
    4.2 橢圓曲線層的模塊設(shè)計
        4.2.1 點加模塊
        4.2.2 倍點模塊
        4.2.3 點乘模塊
    4.3 加解密協(xié)議層的模塊設(shè)計
        4.3.1 SM3 密碼雜湊模塊
        4.3.2 密鑰派生函數(shù)模塊
        4.3.3 SM2 主控制模塊
    4.4 基于AHB總線的接口模塊設(shè)計
    4.5 本章小結(jié)
第五章 SM2加解密算法的仿真與驗證
    5.1 SM2 算法的功能仿真
        5.1.1 雙域模逆模塊的功能仿真
        5.1.2 雙域點乘模塊的仿真結(jié)果
        5.1.3 雙域加解密模塊的仿真結(jié)果
        5.1.4 SM3 密碼雜湊模塊的仿真結(jié)果
        5.1.5 密鑰派生函數(shù)模塊的仿真結(jié)果
    5.2 FPGA驗證與分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻碩期間取得的研究成果



本文編號：3832685