rsa加密算法ip核设计的研究与实现

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1、国内图书分类号：TN47学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文RSA加密算法IP核的设计与实现硕士研究生：郭彩星导师：张岩教授申请学位：工学硕士学科：微电子学与固体电子学所在单位：深圳研究生院答辩日期：2012年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN47U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFCRYPTOGRAPHYRSAIPCORECandidate：CaixingGUOSupervisor：Prof.YanZ

2、HANGAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MicroelectronicsandSolid-StatePhysicsAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要古往今来，有个问题一直为人们所研究探索那就是信息通信的安全保密问题。战争时期不管是在古代还是在现代通信的保密安全都是战争取得胜利的关键因素；和

3、平时期尤其是现在信息爆炸与电子商务盛行的今天，信息的保密与安全更为人们所重视。本论文课题来源为：横向课题“智能电网安全芯片的研制”。需要针对智能电网安全性要求设计一款加密芯片，该加密芯片能将有效的保护智能电网中每个用户的个人隐私信息等相关重要数据。本论文在对RSA进行深刻的研究和分析后，设计出一种支持1024位RSA算法加密且兼容Wishbone总线标准等特点的RSA加密算法IP核。本论文分析了实现RSA密码系统的各种算法选取了其中适合本文设计的从低位到高位扫描的模幂算法和蒙哥马利模乘算法。改进了RSA算法中模乘模块采用的蒙哥马利算法。原始的蒙哥马利算法的关键路径为两个n位加法器的延迟，且每次

4、的乘法求余数运算，需要n次的重复，本论文为1024位RSA设计，关键路径延迟则为两个1024位的加法器延迟，且每次的乘法求余数运算需要高达1024位的重复。这两个1024位加法器不但拖延运算时间还占用相当大的面积，所以本论文引入保留进位加法器，由全加器组成的保留进位加法器减少了原来1024位加法器的进位延迟，现在每进行一次加法仅有一个全加器的延迟。为了更好的减小面积又引入了查找表这种比原来的保留进位加法器更快更节省面积的结构，这样改进后就以一个查找表和一个保留进位加法器实现了蒙哥马利算法，最后对改进的蒙哥马利算法进行了硬件实现。设计了wishbone总线与IP核的接口，并将RSA算法IP核挂载

5、在加密SOC系统上进行了仿真验证。SOC系统中的OR1200CPU执行指令控制IP核进行加密解密工作。在XilinxVirtex-2XC2VP30开发板上对RSA算法IP核做了FPGA验证，验证结果表明本设计RSA加密算法IP核是完全遵从标准RSA加密算法的，加解密功能完全正确。关键词：RSA；Montgomery；IP；Wishbone；FPGA-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractThroughouttheages,thereisaproblemthathasbeenstudiedforpeopletoexploresecurityissuesofconfidentialityo

6、finformationandcommunication.Wartime,whetherancientormoderncommunicationsconfidentialsecurityarethekeyfactorsofthewar’svictory;peacetimeespeciallyprevalentintheexplosionofinformationande-commercetoday,theconfidentialityandsecurityofinformationismoreimportant.Theworkofthisthesisoriginatesfrom:horizon

7、talsubjects“thedevelopmentofsecuritychipinsmartgrid”.Itneedstodesignanencryptionchipwhichcouldeffectivelypreservepersonalprivacyinformationandimportantdataforsmartgridsecurityrequirements.Afterthein-d