基于fpga的rsa快速加密算法的改进

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20131251工学硕士学位论文基于FPGA的RSA快速加密算法的改进学位申请人：孙建林指导教师：张锁良教授学位类别：工学硕士学科专业：通信与信息系统授予单位：河北大学答辩日期：二○一六年六月ClassifiedIndex：CODE：10075U.D.C：NO：20131251ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringImprovedFastRSAencryptionalgorithmbasedonFPGACandidate:SunJianlinSuperv

2、isor:Prof.ZhangSuoliangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:Comm.&Info.SystemUniversity:HebeiUniversityDateofAccomplishment:June,2016Ｉ河北大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作。及取得的研究成果尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研巧成果，也不包含为获得河北大

3、学或其他教一ｉ育机构的学位或证书所使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。作者签名：註日期：乂々／／年月／日水ｆｖ／＇学位论文使用授权声明本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。Ｉ本学位论文属于１、保密□，在年月日解密后适用本授权声明。２、不保密过。

4、＂＂（请在Ｗ上相应方格内打Ｖ），ｉ保护知识产权声明！本人为恥旨測巧学学位所賊論目为《巧Ｐ知飾，巧Ａ）細賊楚的学位论文，是我个人在导师指导并与导师合作下取得的研究成果，研究工作及取得的研究成果是在河北大学所提供的研究经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全了解并严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规Ｗ及河北大学的相关规定。本人声明如下；本论文的成果归河北大学所有，未经征得指导教师和河北大学的书面同意和授权，本人保证不Ｗ任何形式公开和传播科研成果和科研工作内容。如

5、果违反本声明，本人愿意承担相应法律责任。心■声明人；１４達献日期：ｄ年《月日＾作者驚名：列、違杰Ｉｖ日期；年＾月＿＿心日导师签名：＿日期；年＿／！月／日ｔ摘要摘要伴随着计算机网络技术的快速发展，信息化时代的来临，各种信息泄露频繁发生，信息安全成为信息时代人们最关注的问题之一。如何在保证信息安全的前提下RSA加密算法能够快速实现加密，具有非常重要的现实意义,本文正是针对这个问题展开的研究。通过对RSA加密算法的研究，本文从算法改进和硬件实现两个方面来提高加密的速度。算法改进方面，首先，对RSA加密算法

6、研究分析，加密过程实际上是模幂运算的过程。通过对几种快速模幂算法的研究和对比分析，确定采用适合硬件加密的R-L模式高进制算法来实现快速模幂运算，这样就将模幂运算转换成了模乘运算。其次，对几种快速模乘算法的分析，确定采用适合在硬件中实现的Montgomery模乘算法。最后，对R-L模式的高进制算法、Montgomery模乘算法和SMM优化算法在加密处理过程进行了分析，确定了这三种算法在加密过程中从不同方面对加密算法均有优化作用。将这三种算法融合应用到加密算法中，提出了改进的RSA加密算法。硬件实现方面，FPGA拥有丰富的硬件资源，十分适

7、合利用并行和流水线技术处理数据。首先，本文对加密模块进行了整体设计和整体流程设计，设计出了多路并行和单路流水线的整体流程。其次，设计出大数的加、减、乘模块以及模乘模块。再次，利用仿真软件Modelsim对设计的加、减、乘模块以及模乘模块进行了仿真，验证了模块功能的正确性，得出了各个模块运算的时延和处理速度。最后，利用流水线处理速度这一指标估算出加密系统的最慢速度和延迟，通过对比分析得出该加密系统的加密速度优于其他系统的加密速度，实现了快速加密，在FPGA上最终快速实现了改进的RSA加密算法。关键词RSA加密模幂算法Montgomery

8、模乘算法FPGAIAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofcomputernetworktechnology,theadventoftheInformationAge,infor