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RSA加密算法及其IC设计方法研究

郭思文  
【摘要】: 在当今的信息时代,信息是社会发展需要的战略资源。国际上围绕信息的获取、使用和控制的竞争愈演愈烈,信息安全成为维护国家安全和社会稳定的一个焦点,因此其成为信息领域的研究课题。作为信息安全的核心和基石,密码算法一直是国内外研究和讨论的热点问题。 RSA密码体制是目前比较成熟的公钥密码体制,可以用于数据加解密、数字签名、身份认证等。RSA算法的核心运算是大整数模幂运算,而模幂运算是由一系列的模乘运算构成。模幂、模乘运算是RSA算法运算速度的瓶颈,它们的运算速度决定了RSA密码算法运算的效率。对RSA加密芯片优化主要有两方面:一是提高速度;二是减小面积。本文工作主要是对RSA加密算法进行研究并在优化面积的基础上进行IC设计。 为了很好的解决RSA密码芯片的优化问题,本文深入研究了RSA密码算法,采用了从左到右的密钥扫描方式与Montgomery算法相结合的优化算法,提高了RSA算法的运算效率,特别是减少了资源占用,缩小了规模。在此基础上,设计了RSA密码芯片的总体方案和系统结构;阐述了RSA加密模块的详细设计方法并进行了仿真测试;仿真测试结果证明了本文所设计的RSA加密模块能够正确的实现RSA加/解密功能。 本文设计的模块主要是减小规模,缩小面积,适用于便携式、移动式的加密设备,例如:移动式电脑加密机。创新之处:在优化加密算法基础上提出了一种低规模的RSA加密模块的体系结构设计方案;提出详细的电路设计方法。最终实现了1024位的RSA密码算法,并通过了软件的仿真与测试。


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