基于正規(guī)基的橢圓曲線密碼算法的研究和IP核實現(xiàn).pdf

1、在計算機和網絡技術高速發(fā)展的今天，公鑰密碼技術得到了廣泛的應用，也是構建安全應用所不可或缺的關鍵密碼技術，然而隨著計算能力的提高，RSA、離散對數(shù)等密碼體制的安全強度不斷受到挑戰(zhàn)，目前認為安全的模長建議在1024比特以上。雖然增加密鑰長度可增強安全性，但實現(xiàn)的復雜度也同時會增加。橢圓曲線密碼機制(簡稱ECC)是一種密鑰短且安全性高的公鑰密碼機制，160比特的ECC的安全性就相當于1024比特的RSA的安全性，尤其是適用于硬件實現(xiàn)的基于正

2、規(guī)基的橢圓曲線密碼機制。所以當前對基于正規(guī)基的橢圓曲線密碼機制的研究和實現(xiàn)具有重大的意義。
　　 本文在深入分析基于正規(guī)基的二進制域運算、素數(shù)域運算和橢圓曲線運算的基礎上，結合橢圓曲線密碼算法，提出了一種適用于FPGA的IP核實現(xiàn)方案，為網絡的IP層加密協(xié)議提供密碼算法模塊。協(xié)議中用到的雜湊函數(shù)采用安全強度較高的SHA-256算法，消息認證碼選用的是HMAC算法，橢圓曲線加密方案中用到的對稱密鑰加密方案選用高級數(shù)據(jù)加密標準AES

3、-128。
　　 本文在素數(shù)域運算中，提出了一種簡單而有效的求模算法，該算法基于查找表，在進行素域大數(shù)求模運算的時候運算周期短效率高。橢圓曲線密碼算法IP核實現(xiàn)了七種運算功能，包括ECDSA簽名生成、ECDSA簽名的驗證、ECIES加密、ECIES解密、ECDH密鑰交換以及對稱密碼體制中的AES-128加密和解密。IP核對外的接口采用32位和16位可配置的總線形式，用戶可根據(jù)需求自行選擇。此外，用戶可以通過輸入相應的指令來選擇I