雙域模運(yùn)算單元設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-29 23:51
橢圓曲線密碼體制廣泛應(yīng)用于數(shù)字簽名、密鑰協(xié)商、身份認(rèn)證、信息加密等安全領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外針對(duì)橢圓曲線密碼展開大量研究,針對(duì)橢圓曲線密碼體制制定了很多標(biāo)準(zhǔn),不同橢圓曲線密碼標(biāo)準(zhǔn)下,密鑰參數(shù)長(zhǎng)度不同,簽名方案、密鑰生成、信息加密等協(xié)議也各不相同,但橢圓曲線密碼體制的實(shí)現(xiàn)都依賴于模乘、模除和模加減等有限域?qū)踊A(chǔ)模運(yùn)算。故本文立足于橢圓曲線密碼中有限域?qū)舆\(yùn)算,針對(duì)長(zhǎng)度可伸縮的雙域模運(yùn)算單元設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題展開研究。硬件實(shí)現(xiàn)橢圓曲線密碼體制的研究中,有限域?qū)幽_\(yùn)算的實(shí)現(xiàn)主要基于兩種思路,一種是加法型電路結(jié)構(gòu),另一種是乘法型電路結(jié)構(gòu);诩臃ㄆ鞯挠布娐废鄬(duì)資源消耗較少,但是運(yùn)算速度不夠快,且隨處理位寬的增加,加法器關(guān)鍵路徑的延遲增大,拖慢了整體的性能;诔朔ㄆ鹘Y(jié)構(gòu)的硬件電路設(shè)計(jì)具有速度快的特點(diǎn),但硬件資源消耗較大;谛∥粚挸思悠髑短椎脑O(shè)計(jì),針對(duì)模除算法實(shí)現(xiàn)并不友好,一輪加法的實(shí)現(xiàn)需要耗費(fèi)多個(gè)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn),運(yùn)算時(shí)間很長(zhǎng);而基于大位寬乘法器的設(shè)計(jì)適用于固定位寬的模運(yùn)算,靈活性和通用性不夠。脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而規(guī)則,關(guān)鍵路徑延遲較小,且不隨處理位寬的增加而增加,很適合用于實(shí)現(xiàn)模運(yùn)算中的加法操作,故本文基于...
【文章來源】:戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
MALU電路結(jié)構(gòu)
第三章基于脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的雙域模運(yùn)算單元研究與設(shè)計(jì)第39頁7D722EDB8B08F1DFC38542D69E4C044F18E8B92435BF6FF7DE457283915C45517D722EDB8B08F1DFC3素?cái)?shù)域上的模乘(1ABRmodP)、模除(A/BmodP)、模加(A+BmodP)和模減(ABmodP)等模運(yùn)算仿真波形分別如圖3.10、3.11、3.12和3.13所示。圖3.10素?cái)?shù)域上模乘仿真波形圖3.11素?cái)?shù)域模除仿真波形圖3.12素?cái)?shù)域模加仿真波形圖3.13素?cái)?shù)域模減仿真波形2、二元域功能驗(yàn)證素?cái)?shù)域上的加減運(yùn)算操作,在二元域上均為異或操作,故二元域上模加減結(jié)果相同。針對(duì)二元域上的模乘、模除和模加減功能正確性進(jìn)行驗(yàn)證,選取兩輸入數(shù)據(jù)A、B和模數(shù)P為:A=576’h421DEBD61B62EAB6746434EBC3CC315E32220B3BADD50BDC4C4E6C147FEDD43D0680512BCBB42C07D47349D2153B70C4E5D7FDFCBFA36EA1A85841B9E46E09A2A00637BD5E2EFE28B=576’h787968B4FA32C3FD2417842E73BBFEFF2F3C848B6831D7E0EC65228B3937E49863E4C6D3B23B0C849CF84241484BFE48F61D59A5B16BA06E6E12D1DA27C5249A1B62EAB6746434EBP=577’h1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
第三章基于脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的雙域模運(yùn)算單元研究與設(shè)計(jì)第39頁7D722EDB8B08F1DFC38542D69E4C044F18E8B92435BF6FF7DE457283915C45517D722EDB8B08F1DFC3素?cái)?shù)域上的模乘(1ABRmodP)、模除(A/BmodP)、模加(A+BmodP)和模減(ABmodP)等模運(yùn)算仿真波形分別如圖3.10、3.11、3.12和3.13所示。圖3.10素?cái)?shù)域上模乘仿真波形圖3.11素?cái)?shù)域模除仿真波形圖3.12素?cái)?shù)域模加仿真波形圖3.13素?cái)?shù)域模減仿真波形2、二元域功能驗(yàn)證素?cái)?shù)域上的加減運(yùn)算操作,在二元域上均為異或操作,故二元域上模加減結(jié)果相同。針對(duì)二元域上的模乘、模除和模加減功能正確性進(jìn)行驗(yàn)證,選取兩輸入數(shù)據(jù)A、B和模數(shù)P為:A=576’h421DEBD61B62EAB6746434EBC3CC315E32220B3BADD50BDC4C4E6C147FEDD43D0680512BCBB42C07D47349D2153B70C4E5D7FDFCBFA36EA1A85841B9E46E09A2A00637BD5E2EFE28B=576’h787968B4FA32C3FD2417842E73BBFEFF2F3C848B6831D7E0EC65228B3937E49863E4C6D3B23B0C849CF84241484BFE48F61D59A5B16BA06E6E12D1DA27C5249A1B62EAB6746434EBP=577’h1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]可編程可伸縮的雙域模乘加器研究與設(shè)計(jì)[J]. 李嘉敏,戴紫彬,王益?zhèn)? 電子技術(shù)應(yīng)用. 2018(01)
[2]橢圓曲線密碼處理器的高效并行處理架構(gòu)研究與設(shè)計(jì)[J]. 戴紫彬,易肅汶,李偉,南龍梅. 電子與信息學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]基于Radix-4 Booth編碼的乘法器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳海民,李崢,謝鐵頓. 計(jì)算機(jī)工程. 2012(01)
[4]面向橢圓曲線密碼的處理器并行體系結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計(jì)[J]. 楊曉輝,戴紫彬,李淼,張永福. 通信學(xué)報(bào). 2011(05)
[5]改進(jìn)的素?cái)?shù)域橢圓曲線密碼處理器[J]. 陳傳鵬,覃中平. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2011(01)
[6]雙有限域模乘和模逆算法及其硬件實(shí)現(xiàn)[J]. 陳光化,朱景明,劉名,曾為民. 電子與信息學(xué)報(bào). 2010(09)
[7]基于陣列結(jié)構(gòu)的ECC算法核心運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)[J]. 楊玲,王友仁. 微電子學(xué). 2010(03)
[8]雙核雙域橢圓曲線密碼處理器[J]. 李康,陳剛,王海欣,白國(guó)強(qiáng),陳弘毅. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(10)
[9]面向RSA運(yùn)算的高速模乘器[J]. 張文祥,蘇斌. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2006(04)
[10]大數(shù)模乘脈動(dòng)陣列的FPGA細(xì)粒度映射實(shí)現(xiàn)[J]. 黃諄,白國(guó)強(qiáng),陳弘毅. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2005(07)
博士論文
[1]素域模算術(shù)算法與硬結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其在密碼中的應(yīng)用[D]. 陳傳鵬.武漢大學(xué) 2011
[2]橢圓曲線加密體制的雙有限域算法及其硬件實(shí)現(xiàn)[D]. 王健.北京大學(xué) 2008
碩士論文
[1]橢圓曲線標(biāo)量乘算法的快速實(shí)現(xiàn)[D]. 李艷梅.揚(yáng)州大學(xué) 2017
[2]基于Kogge-Stone算法與多米諾邏輯的64位高性能加法電路設(shè)計(jì)[D]. 李泉龍.西南交通大學(xué) 2016
[3]雙域ECC協(xié)處理器體系結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計(jì)[D]. 蔡亮.解放軍信息工程大學(xué) 2008
本文編號(hào):3465624
【文章來源】:戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
MALU電路結(jié)構(gòu)
第三章基于脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的雙域模運(yùn)算單元研究與設(shè)計(jì)第39頁7D722EDB8B08F1DFC38542D69E4C044F18E8B92435BF6FF7DE457283915C45517D722EDB8B08F1DFC3素?cái)?shù)域上的模乘(1ABRmodP)、模除(A/BmodP)、模加(A+BmodP)和模減(ABmodP)等模運(yùn)算仿真波形分別如圖3.10、3.11、3.12和3.13所示。圖3.10素?cái)?shù)域上模乘仿真波形圖3.11素?cái)?shù)域模除仿真波形圖3.12素?cái)?shù)域模加仿真波形圖3.13素?cái)?shù)域模減仿真波形2、二元域功能驗(yàn)證素?cái)?shù)域上的加減運(yùn)算操作,在二元域上均為異或操作,故二元域上模加減結(jié)果相同。針對(duì)二元域上的模乘、模除和模加減功能正確性進(jìn)行驗(yàn)證,選取兩輸入數(shù)據(jù)A、B和模數(shù)P為:A=576’h421DEBD61B62EAB6746434EBC3CC315E32220B3BADD50BDC4C4E6C147FEDD43D0680512BCBB42C07D47349D2153B70C4E5D7FDFCBFA36EA1A85841B9E46E09A2A00637BD5E2EFE28B=576’h787968B4FA32C3FD2417842E73BBFEFF2F3C848B6831D7E0EC65228B3937E49863E4C6D3B23B0C849CF84241484BFE48F61D59A5B16BA06E6E12D1DA27C5249A1B62EAB6746434EBP=577’h1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
第三章基于脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的雙域模運(yùn)算單元研究與設(shè)計(jì)第39頁7D722EDB8B08F1DFC38542D69E4C044F18E8B92435BF6FF7DE457283915C45517D722EDB8B08F1DFC3素?cái)?shù)域上的模乘(1ABRmodP)、模除(A/BmodP)、模加(A+BmodP)和模減(ABmodP)等模運(yùn)算仿真波形分別如圖3.10、3.11、3.12和3.13所示。圖3.10素?cái)?shù)域上模乘仿真波形圖3.11素?cái)?shù)域模除仿真波形圖3.12素?cái)?shù)域模加仿真波形圖3.13素?cái)?shù)域模減仿真波形2、二元域功能驗(yàn)證素?cái)?shù)域上的加減運(yùn)算操作,在二元域上均為異或操作,故二元域上模加減結(jié)果相同。針對(duì)二元域上的模乘、模除和模加減功能正確性進(jìn)行驗(yàn)證,選取兩輸入數(shù)據(jù)A、B和模數(shù)P為:A=576’h421DEBD61B62EAB6746434EBC3CC315E32220B3BADD50BDC4C4E6C147FEDD43D0680512BCBB42C07D47349D2153B70C4E5D7FDFCBFA36EA1A85841B9E46E09A2A00637BD5E2EFE28B=576’h787968B4FA32C3FD2417842E73BBFEFF2F3C848B6831D7E0EC65228B3937E49863E4C6D3B23B0C849CF84241484BFE48F61D59A5B16BA06E6E12D1DA27C5249A1B62EAB6746434EBP=577’h1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]可編程可伸縮的雙域模乘加器研究與設(shè)計(jì)[J]. 李嘉敏,戴紫彬,王益?zhèn)? 電子技術(shù)應(yīng)用. 2018(01)
[2]橢圓曲線密碼處理器的高效并行處理架構(gòu)研究與設(shè)計(jì)[J]. 戴紫彬,易肅汶,李偉,南龍梅. 電子與信息學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]基于Radix-4 Booth編碼的乘法器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳海民,李崢,謝鐵頓. 計(jì)算機(jī)工程. 2012(01)
[4]面向橢圓曲線密碼的處理器并行體系結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計(jì)[J]. 楊曉輝,戴紫彬,李淼,張永福. 通信學(xué)報(bào). 2011(05)
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[6]雙有限域模乘和模逆算法及其硬件實(shí)現(xiàn)[J]. 陳光化,朱景明,劉名,曾為民. 電子與信息學(xué)報(bào). 2010(09)
[7]基于陣列結(jié)構(gòu)的ECC算法核心運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)[J]. 楊玲,王友仁. 微電子學(xué). 2010(03)
[8]雙核雙域橢圓曲線密碼處理器[J]. 李康,陳剛,王海欣,白國(guó)強(qiáng),陳弘毅. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(10)
[9]面向RSA運(yùn)算的高速模乘器[J]. 張文祥,蘇斌. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2006(04)
[10]大數(shù)模乘脈動(dòng)陣列的FPGA細(xì)粒度映射實(shí)現(xiàn)[J]. 黃諄,白國(guó)強(qiáng),陳弘毅. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2005(07)
博士論文
[1]素域模算術(shù)算法與硬結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其在密碼中的應(yīng)用[D]. 陳傳鵬.武漢大學(xué) 2011
[2]橢圓曲線加密體制的雙有限域算法及其硬件實(shí)現(xiàn)[D]. 王健.北京大學(xué) 2008
碩士論文
[1]橢圓曲線標(biāo)量乘算法的快速實(shí)現(xiàn)[D]. 李艷梅.揚(yáng)州大學(xué) 2017
[2]基于Kogge-Stone算法與多米諾邏輯的64位高性能加法電路設(shè)計(jì)[D]. 李泉龍.西南交通大學(xué) 2016
[3]雙域ECC協(xié)處理器體系結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計(jì)[D]. 蔡亮.解放軍信息工程大學(xué) 2008
本文編號(hào):3465624
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