椭圆曲线密码算法的fpga设计与实现

《椭圆曲线密码算法的fpga设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、论文题目椭圆曲线密码算法的FPGA设计与实现专业学位类别工程硕士学号201550101050作者姓名韩炼冰指导教师阎波教授分类号密级注1UDC学位论文椭圆曲线密码算法的FPGA设计与实现（题名和副题名）韩炼冰（作者姓名）指导教师阎波教授电子科技大学成都刘振钧高工（研究员级）中国电科第三十研究所成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称信息与通信工程提交论文日期2018.04论文答辩日期2018.05学位授予单位和日期电子科技大学2018年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC

2、》的类号。THEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFFPGAOVERELLIPTICCURVESCRYPTOGRAPHYAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MasterofEngineeringAuthor:HanLianbingSupervisor:ProfessorYanBoSchool:SchoolofInformationandCommunicationEngineering摘

3、要摘要随着信息技术和计算机网络的快速发展，信息安全问题越来越引起关注。如何能够保证计算机系统和通信网络中信息的安全、保密、真实和完整，是信息安全技术主要的研究任务。信息安全的核心是密码技术，公钥密码体制作为密码技术的一个分支，能够有效地解决公共信道上的数字签名、身份认证、密钥分发等问题。椭圆曲线密码作为一种公钥密码体制，以其安全性高、计算量小、密钥短、存储空间占用小、处理速度快、带宽要求低等优点，已逐渐成为了下一代公钥密码标准，具有良好的使用前景。本文对椭圆曲线密码算法的原理进行了深入分析，对椭圆曲线密码算法的FPGA实现进行了

4、研究设计。按照层次化、模块化的设计思想给出了椭圆曲线密码算法的FPGA实现方案。论文的主要内容如下：1、研究了椭圆曲线密码算法中的数学原理，分析和对比多种实现方法，找出适合于FPGA实现的方法并加以优化。分析了椭圆曲线密码算法中的关键运算模块。为了达到面积和性能的平衡，对关键模块采取了速度优先的方法实现，对其他模块采取了资源优先的方法实现。2、点加运算和倍点运算是椭圆曲线计算的基础，本文结合底层有限域运算的特点和FPGA的并行计算特性，选用雅克比射影坐标系，设计了点加运算和倍点运算的计算方法。3、椭圆曲线密码中最耗时的部分为点乘

5、运算。在分析了椭圆曲线密码算法中的点乘运算后，根据FPGA的并行计算特性设计了一种快速方法，大大提高了椭圆曲线密码算法的性能。4、将有限域运算和椭圆曲线运算封装为大数库，并在此基础上实现了基于素域的ECC算法。将设计在Xilinx公司的ISE中进行编译并在virtex5开发板中进行了验证和测试。测试结果表明：在100MHZ工作频率下，ECC256的签名性能为平均422次/秒，验证的性能为平均216次/秒，产生密钥对的性能为平均443次/秒，加密性能为平均221次/秒，解密性能为平均442次/秒。关键词：椭圆曲线，FPGA，素域，

6、点乘IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofinformationtechnologyandcomputernetwork，informationsecurityisgivenmoerandmoreattention.Howtoensurethesecurity，secreey,verityandintegrityoftheinformationincomputersystemandcommunicationnetworkisthemainresearchtaskofinformati

7、onsecurity.Cryptotechnologyisthecoreofinformationsecuritytechnology.EllipticCurveCryptographyisoneofthebranchofcryptotechnology,whichcaneffectivelysolvProblemsaboutdigitalsignature,identificationandkeydistributioninpublicchannel.EllipticCurvecryptosystemasapubliccryp

8、tomethodhastheadvantagesofhighersecurity,thelesscalculationalcomplexity,shorterkeysize,lessspace,higherspeedandlimitedbandwidthands