收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向RSA的密码芯片硬件体系结构的研究

苏蛟  
【摘要】:信息安全在当前的社会生活中成为人们越来越关心问题,而保证信息安全的核心——加解密技术无疑是当前信息安全领域的研究热点。如何高效快速地实现当前广泛应用的RSA加解密算法是保证信息安全的关键。本文利用余数系统的数值表征形式,在课题组多年积累的基于传输触发架构的可配置可扩展处理器设计方法学基础上,实现了兼具高数据吞吐率、低硬件资源开销和支持多种密钥长度等优点的RSA加解密协处理器。 本文首先对实现RSA加解密流程的具体算法进行了讨论和优化。采用了基于余数系统(RNS)的RSA加解密实现算法,并对RNS蒙哥马利模乘算法进行了数据并行度的分析,进一步根据可配置可扩展处理器的硬件特性,对基于余数系统的蒙哥马利模乘以及模幂算法进行了重新调度,最大限度的揭示其数据级并行度。在此基础上,选用了特殊的RNS基,使得在RNS域下的模乘、模加等操作的复杂度大大降低。并在这种特殊的基形式下,提出了余数系统数值表征形式和传统二进制数值表征形式之间的相互转换算法,解决了困扰余数系统实现的另一个关键问题。 其次,对基于传输触发架构的RSA密码协处理器进行架构设计和功能单元的定制。利用传输触发架构在汇编代码层次上的细粒度数据传输可见的优势,消除了部分读后写和写后写等数据相关,充分挖掘了指令级并行性。设计了可重构的模乘累加阵列,以加速RSA加解密的核心运算——RNS蒙哥马利模乘,同时在模乘累加阵列设计了可重构的专用数据通路,降低了总线负载,提高了硬件资源利用率。并对协处理器的互联网络进行了裁剪,仅保留需要数据传输的寄存器之间的互连资源,降低硬件资源开销。 通过最终的实验结果可以看出,所设计的RSA密码协处理器兼具高数据吞吐率、低硬件资源开销和支持多种密钥长度等优点。在100MHZ的主频下, 1024比特的RSA解密算法数据吞吐率达到106Kbps。在SMIC 0.18μm CMOS的工艺库下,协处理器的逻辑等效门数仅为101Kgates。同时支持从512比特到4096比特的当前主流密钥长度的RSA加解密算法,达到了较好的性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 阎亚龙;肖秋林;李凤华;史国振;;基于n-bit协处理器的2n-bit RSA实现[J];网络安全技术与应用;2009年03期
2 李国宏;徐昌庆;;高性能RSA协处理器的ASIC实现[J];集成电路应用;2005年06期
3 张怡浩,田则,于敦山,盛世敏;一种Montgomery模乘算法硬件实现的改进电路[J];北京大学学报(自然科学版);2004年01期
4 梁志龙,张志浩;企业信息安全访问体系的实现[J];计算机工程与应用;2002年04期
5 刘月茹,刘月兰;公开密钥加密算法在网络信息安全中的应用[J];情报科学;2003年01期
6 汤虹,王保华,陈春华,王春华,胡文忠,朱映山,蒋中兵,顾鑫;临床实验室信息系统及安全对策[J];中国医疗器械杂志;2003年06期
7 牛建伟,胡建平;基于IC卡的数字签名技术研究与实现[J];小型微型计算机系统;2001年10期
8 孙宏,杨义先;RSA算法在TMS320C62x中的高速实现[J];计算机工程与应用;2003年11期
9 程庭,张明慧,石国营;一种基于DES和RSA算法的数据加密方案及实现[J];河南教育学院学报(自然科学版);2003年02期
10 黄磊,陈海,李建民,袁唯才;数字签名技术在政府公文处理系统中的应用[J];计算机与现代化;2003年07期
11 韩健,张乐,蔡瑞英;计算环境MPI在RSA加密中的应用[J];南京工业大学学报(自然科学版);2003年03期
12 陈彦仓;基于RSA的数字认证技术[J];微计算机信息;2003年06期
13 许春香,傅小彤,肖国镇;矢量空间访问结构上的秘密共享RSA数字签名体制[J];西安电子科技大学学报;2004年01期
14 罗新民,韩燕;基于E2和RSA的数据加密方案[J];电脑与电信;2004年03期
15 孙怡乐,吴行军,陈弘毅;使用优化的CIOS算法的模运算处理器[J];清华大学学报(自然科学版);2004年04期
16 刘艳飞;李子臣;;一种基于RSA的高级门限群数字签名方案[J];陕西理工学院学报(自然科学版);2006年04期
17 舒妍,卢君明;基于Booth编码模乘模块RSA的VLSI设计[J];西安电子科技大学学报;2002年03期
18 路羽中,聂东,蒋新革;一种基于DES和RSA的数字签名方案[J];现代计算机;2001年11期
19 马莹;电子购物车及实现技术[J];绍兴文理学院学报;2002年08期
20 刘凌志,龚书,戎蒙恬;一种基于最小面积考虑的RSA公开密钥算法ASIC[J];微电子学;2003年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯新桓;贾启龙;唐宁九;;多路插值求解RSA算子[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(上册)[C];2009年
2 焦文文;张娟;康国政;郭素娟;邵雪娇;;基于RSA方法的颗粒增强金属基复合材料棘轮行为的数值模拟[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
3 张晓晖;;RSA双因素身份动态认证技术在信息安全管理中的应用[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年
4 黄丽伟;曹景龙;吕克伟;;抵御一般混合敌手的RSA可验证签名方案[A];第26次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2011年
5 于增贵;;数字签名和数字签名标准[A];四川省通信学会2001年学术年会论文集[C];2001年
6 王艳娜;徐国胜;;一种基于RSA和SHA1的软件保护方案[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
7 郭伟;乔荣川;;公钥密码技术在数字时间戳服务系统中的应用[A];2005年全国时间频率学术交流会文集[C];2005年
8 杨凤芹;张长海;付治国;;关于RSA的一个注记[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
9 孙海涛;刘洁;赵强;;RSA密码芯片电磁旁路分析[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
10 吕维加;王挺;吴富源;忻振凯;曲广运;;RSA对全髋关节置换手术假体早期松动的诊断与评价[A];第十九届中国康协肢残康复学术年会论文选集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑永辉;RSA密码算法的格攻击技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
2 韩立东;RSA与背包公钥密码算法的安全性分析[D];山东大学;2010年
3 付治国;公钥密码系统若干问题的研究[D];吉林大学;2009年
4 冯国柱;PKI关键技术研究及其应用[D];国防科学技术大学;2006年
5 韩军;信息安全芯片的防御攻击技术研究[D];复旦大学;2006年
6 郑裕峰;高速包分类协处理器及网络平台研究[D];中国科学技术大学;2007年
7 张晓明;网络处理器设计的若干关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
8 曹蕾;助孕丸对RSA内膜容受性及其免疫环境干预作用的机理研究[D];广州中医药大学;2010年
9 杜学亮;定制指令与协处理器加速机制的研究[D];中国科学技术大学;2009年
10 苗全;功耗分析攻击研究及抗功耗分析攻击密码芯片设计[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴刚;基于RSA和AES混合算法的加密芯片设计[D];济南大学;2011年
2 范林萍;双菌转化RSA制氢化可的松新工艺的研究[D];兰州大学;2010年
3 苏蛟;面向RSA的密码芯片硬件体系结构的研究[D];天津大学;2012年
4 王延斌;增强型智能卡的开发研究[D];合肥工业大学;2005年
5 朱作付;基于DES和RSA算法的数据加密传输系统的设计和实现[D];苏州大学;2005年
6 赵进宏;代理签名方案的分析与研究[D];贵州大学;2007年
7 王黎波;IC卡应用中密钥管理系统研究与开发[D];山东大学;2005年
8 李冰洋;入侵容忍系统模型及基于门限的CA方案研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 刁丽;脆弱数字水印算法在版权保护中的研究与应用[D];中国地质大学(北京);2007年
10 梁兵;RSA的一种改良快速算法的设计与实现[D];电子科技大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;2009 RSA大会引领全球安全新动向[N];电脑报;2009年
2 ;RSA大会倡导“创造性合作”[N];网络世界;2009年
3 EMC公司信息安全事业部产品管理副总裁 SamCurry;RSA预测:未来18个月在线欺诈呈三大趋势[N];中国经济导报;2009年
4 廊名;RSA总裁呼吁反击网络威胁[N];科技日报;2009年
5 本报记者 汤浔芳;RSA大会2011:关注云安全落地[N];计算机世界;2011年
6 记者 蒙克;云安全成RSA 2010大会关注焦点[N];网络世界;2010年
7 边歆;RSA大会期待更多中国身影[N];网络世界;2009年
8 本报记者 边歆;“3i+S”指明RSA未来方略[N];网络世界;2010年
9 记者 周轩千;RSA中国2008年毛保费收入同比增40%[N];上海金融报;2009年
10 高岚;RSA:放心的标志[N];中国计算机报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978