RSA加密算法的IP核研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著數(shù)字通信和電子商務(wù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)信息安全的要求越來越強(qiáng)烈。為了保證信息的安全，人們發(fā)展了各種各樣的密碼體系來防止信息被竊取和篡改。公鑰密碼算法，例如RSA、ECC和DSA等在現(xiàn)代保密體系里占據(jù)著非常重要的地位。 RSA算法是最具有典型意義的公鑰加密算法，目前大多數(shù)采用公鑰密碼進(jìn)行加密和數(shù)字簽名的產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)使用的都是RSA算法。RSA算法的安全性是基于大整數(shù)素因子分解的困難性，而大整數(shù)因子分解問題是數(shù)學(xué)上長(zhǎng)期的難題，至今沒

2、有有效的方法予以解決，因此RSA算法是公認(rèn)安全度比較高的算法。RSA密碼算法需要進(jìn)行大操作數(shù)的模指運(yùn)算，目前公認(rèn)的模長(zhǎng)為512～2048二進(jìn)制位，運(yùn)算強(qiáng)度非常大，用軟件方法實(shí)現(xiàn)會(huì)非常慢，因此我們采用適合VLSI實(shí)現(xiàn)的Montgomery算法設(shè)計(jì)RSA算法IP。 本文首先介紹了RSA算法以及Montgomery模乘算法，在此基礎(chǔ)上中提出兩種改進(jìn)方案。其中，采用4-2保留進(jìn)位加法器的改進(jìn)Montgomery算法可以消除大整數(shù)加法運(yùn)算

3、的進(jìn)位傳播，降低電路的關(guān)鍵路徑延時(shí)，同時(shí)避免了中間數(shù)據(jù)的類型轉(zhuǎn)化，節(jié)約運(yùn)算時(shí)間。另外，使用心動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)將該算法進(jìn)行影射，消除了全局?jǐn)?shù)據(jù)和控制信號(hào)廣播，使得信號(hào)只在相臨的兩個(gè)處理單元中傳送，減少互連延時(shí)，非常適合超深亞微米技術(shù)。同時(shí)，對(duì)每一個(gè)CSA單元在布爾函數(shù)級(jí)的進(jìn)行重新調(diào)度，使得關(guān)鍵路徑延時(shí)減少36﹪。 最后，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法對(duì)RSA加密模塊進(jìn)行劃分，并使用VerilogHDL完成了RSA軟IP核的描述，并對(duì)該軟核進(jìn)行了