收藏本站
收藏 | 论文排版

基于FPGA的高性能椭圆曲线密码加速技术研究

刘玉宣  
【摘要】:椭圆曲线密码算法作为一种公钥密码算法,具有安全性高、占用存储空间小等优点,在信息安全领域得到了广泛的应用。为了保障信息安全,密码安全等级、密钥位宽的不断增加,造成了椭圆曲线点乘和有限域运算复杂度成倍增长,影响了计算平台处理椭圆曲线密码算法的性能。另外,随着网络带宽的不断提升,对计算平台的处理性能的要求不断提升,FPGA作为一种半定制专用集成电路,具有并行度高、灵活性强的优点。因此,本文基于FPGA平台,从椭圆曲线点乘和有限域运算两个层面研究椭圆曲线密码算法的硬件加速技术。首先,本文基于分离式点乘算法,针对固定点提出了一种分段式点乘算法,提高了点乘的并行度,减少了预计算存储资源的消耗;同时,优化了倍点和点加运算通路,进一步缩短点乘运算的时间;另外,针对ECC协议中不同的点乘运算类型,基于分时复用的思想,提出了混合双点乘电路,提高了坐标运算单元的利用效率,减少了硬件资源的消耗。其次,本文研究了椭圆曲线参数可配置的多任务椭圆曲线加速器架构,并基于多项式相乘的原理和FPGA内嵌乘法器DSP的结构,设计一种非对称式乘加电路,降低了大整数乘的运算复杂度并减少了蒙哥马利模乘的迭代次数,进一步提高了椭圆曲线加速器的性能。最后,本文基于Xilinx KU115 FPGA设计了一个多任务的椭圆曲线加速器,工作频率为200MHz,最多可同时计算8个不同ECC协议。ECDSA签名、验签性能分别可以达到6.58万次/秒、1.23万次/秒,单核性能分别可以达到9600次/秒、1678次/秒。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 武玉华;周玉坤;李艳俊;高献伟;;GF(2~m)域椭圆曲线密码算法的高速实现[J];信息安全与通信保密;2006年11期
2 李超;张强;曲英杰;;域椭圆曲线点乘的VLSI实现方法研究[J];计算机测量与控制;2017年12期
3 张文祥;;一种椭圆曲线算法核心运算VLSI实现[J];计算机工程与应用;2007年04期
4 石润华,钟诚;基于整数拆分的椭圆曲线密码体制上的快速点乘算法[J];计算机工程与科学;2005年05期
5 杨玲;王友仁;;基于阵列结构的ECC算法核心运算模块设计[J];微电子学;2010年03期
6 吴焘;李树国;刘理天;;一种新的余数系统下快速计算素域椭圆曲线点乘的方法[J];计算机工程与科学;2014年10期
7 李佳琨;李喆;张靖奇;高巍;;基于改进x~(2~n)次方器的二进制域快速模逆[J];北京理工大学学报;2020年07期
8 张强;曲英杰;;GF(2~m)域椭圆曲线有限域的VLSI实现方法研究[J];信息技术;2017年12期
9 秦晓东,辛运帏,卢桂章;基于椭圆曲线的数字签名系统的设计与实现[J];计算机工程与应用;2003年28期
10 许盛伟;陈诚;王荣荣;;针对椭圆曲线点乘算法的代数故障攻击[J];计算机工程与科学;2017年11期
11 曾晓洋,顾震宇,周晓方,章倩苓;可重构的椭圆曲线密码系统及其VLSI设计[J];小型微型计算机系统;2004年07期
12 周轶男;李曦;朱兆国;;椭圆曲线密码算法的硬件设计与实现[J];计算机系统应用;2006年03期
13 高胜;;论椭圆曲线密码体制[J];科技咨询导报;2006年18期
14 李凤伟;吴严生;岳勤;;Moisio型指数和计算[J];中国科学:数学;2021年10期
15 Naveed Ahmed AZAM;Umar HAYAT;Ikram ULLAH;;高效构造基于有限域上莫德尔椭圆曲线的密码置换盒(英文)[J];Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering;2019年10期
16 何德彪;陈建华;胡进;;高速椭圆曲线密码协处理器的设计与实现[J];华南理工大学学报(自然科学版);2010年05期
17 胡诗玮;徐和根;;有限域GF(2~(256))上椭圆曲线密码算法的硬件设计[J];机电一体化;2015年02期
18 张家宏;陈建华;张丽娜;;并行结构的椭圆曲线密码算法实现[J];计算机工程与设计;2007年23期
19 王悦;邱卫东;;用替换标量加速椭圆曲线点乘的研究[J];信息安全与通信保密;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前15条
1 赵燕丽;刘志猛;刘欣荣;;基于屏蔽明文的椭圆曲线加密算法[A];第二十二届中国(天津)'2008IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2008年
2 咸立德;;运动的循环性对现代数学理论的影响[A];2020智慧城市建设论坛论文集[C];2020年
3 刘新汉;谢晓尧;;一种基于素域的安全椭圆曲线选取算法[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
4 朱隆海;杜海涛;;基于椭圆曲线的具有消息恢复的代理盲签名方案[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
5 韩益亮;杨晓元;武光明;孙军;;椭圆曲线单向消息恢复签名[A];第十九届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2002年
6 成娟娟;郑昉昱;林璟锵;董建阔;;Curve25519椭圆曲线算法GPU高速实现[A];第32次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2017年
7 陈晓峰;;RSA软件实现深入剖析[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年
8 马海娜;董金明;;基于椭圆曲线密码系统的军队公文安全管理[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
9 刘丹;祝烈煌;詹培星;王飞;刘汉南;;一种适用于无线传感器节点的标量乘快速算法[A];2010年全国通信安全学术会议论文集[C];2010年
10 丁金扣;黄铮;温巧燕;杨义先;;有限域上的多输出正交函数[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年
11 张晋川;;椭圆曲线数字签名在DSP上的实现[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
12 邱慧敏;杨义先;胡正名;;一种基于椭圆曲线密码体制的无线安全协议设计[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年
13 宋成;彭维平;李子臣;;一种改进的离线电子现金系统[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年
14 谷勇浩;刘勇;;一种椭圆曲线参数生成的快速算法[A];第二十次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2005年
15 郭智强;沈明玉;;椭圆曲线密码系统研究[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 孙跃刚;椭圆曲线密码体制中若干问题的研究[D];吉林大学;2009年
2 王庆先;有限域运算和椭圆曲线数乘运算研究[D];电子科技大学;2006年
3 赵龙;密码学相关椭圆曲线若干问题研究[D];解放军信息工程大学;2011年
4 姜林美;云存储数据保护与安全共享关键技术研究[D];厦门大学;2018年
5 李丽娟;二进制域椭圆曲线密码算法及其硬件实现研究[D];清华大学;2017年
6 丁报昆;高密度数据存储与光纤通信中相关码类的研究[D];浙江大学;2018年
7 陈华锋;椭圆曲线密码算法及芯片实现方法研究[D];浙江大学;2008年
8 王健;椭圆曲线加密体制的双有限域算法及其硬件实现[D];北京大学;2008年
9 李学俊;基于椭圆曲线离散对数问题的公钥密码及其算法研究[D];西北工业大学;2003年
10 张宁;能量分析攻击下安全的椭圆曲线标量乘法[D];西安电子科技大学;2007年
11 杨波;有限域上Logistic映射特性研究及其在图像加密中的应用[D];西南大学;2018年
12 李龙;有限域上超几何级数的研究[D];华东师范大学;2018年
13 陈义涛;基于椭圆曲线的认证密钥协商协议的研究及应用[D];武汉大学;2014年
14 但永平;GF(2~m)域椭圆曲线密码系统芯片的实现与安全防护[D];华中科技大学;2008年
15 翟帅;椭圆曲线二次扭的2部分BSD猜想问题[D];山东大学;2015年
16 于飞;对于有限域上椭圆曲线的一些算术问题的研究[D];中国科学技术大学;2008年
17 曹炜;有限域上的一些算术问题[D];四川大学;2007年
18 刘先平;有限域上置换多项式构造研究[D];湖北大学;2019年
19 李银;椭圆曲线密码中的有限域算术运算研究[D];上海交通大学;2011年
20 张神星;椭圆曲钱的二次扭系列[D];中国科学技术大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 刘玉宣;基于FPGA的高性能椭圆曲线密码加速技术研究[D];合肥工业大学;2021年
2 王凡;素域上椭圆曲线密码算法的硬件设计[D];东南大学;2016年
3 胡正明;椭圆曲线密码芯片的研究与设计[D];青岛科技大学;2011年
4 李宁;椭圆曲线密码算法的研究[D];山东大学;2010年
5 胡皓;基于椭圆曲线密码体系的RFID加密研究[D];北京交通大学;2014年
6 张勇;椭圆曲线数字签名的FPGA设计[D];哈尔滨工业大学;2008年
7 屈兵;GF(2~m)域高效椭圆曲线密码研究与设计[D];华中科技大学;2007年
8 任春静;椭圆曲线加密算法的研究与实现[D];大连理工大学;2005年
9 蒲佳铭;基于椭圆曲线密码算法的软硬件设计[D];广东工业大学;2021年
10 蒲佳铭;基于椭圆曲线密码算法的软硬件设计[D];广东工业大学;2021年
11 田艳艳;基于椭圆曲线密码体制的信息安全系统技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
12 周玉凤;椭圆曲线密码体制安全性研究[D];淮北师范大学;2011年
13 樊华;椭圆曲线密码算法的快速实现研究[D];首都师范大学;2006年
14 施荣灿;基于椭圆曲线密码体制的数字签名[D];福州大学;2003年
15 袁迅龙;基于椭圆曲线的数字签名方案关键模块设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2008年
16 程一飞;椭圆曲线密码系统多点乘算法研究与实现[D];合肥工业大学;2005年
17 陈飞;ECC公钥加密算法的研究与实现[D];华中科技大学;2015年
18 白松辉;RSA密码算法的硬件实现及防攻击特性研究[D];天津大学;2012年
19 王毅;有限域GF(2~n)上椭圆曲线密码算法研究[D];西南交通大学;2006年
20 支铭杰;基于二进制域ECC密码算法的研究与硬件实现[D];上海交通大学;2008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