應(yīng)用于近場通信安全單元的ECC協(xié)處理器設(shè)計.pdf

1、近10多年互聯(lián)網(wǎng)支付技術(shù)的蓬勃發(fā)展，考慮到支付安全和國際發(fā)展趨勢，銀聯(lián)將聯(lián)合移動運營商制定NFC（Near Field Communication,近場通信）統(tǒng)一標準，確立了NFC技術(shù)作為移動支付的戰(zhàn)略支柱地位。目前，支持NFC功能的產(chǎn)品已經(jīng)成為移動支付的主要載體，而其中NFC支付的安全性問題是其關(guān)鍵所在。橢圓曲線密碼體制(ECC，Elliptic Curve Cryptosystems)由于具有高性能、高安全和低資源等優(yōu)點，成為移動支

2、付領(lǐng)域安全的研究熱點。
　　首先，本文提出一款適用性廣、折中面積與速度，具有一定抗攻擊性的ECC安全算法協(xié)處理器。針對近場通信安全單元的應(yīng)用環(huán)境的特點，給出了基于MIPS架構(gòu)的安全單元片上系統(tǒng)(SoC，System on Chip)實現(xiàn)方案。
　　其次，通過結(jié)合分析橢圓曲線基礎(chǔ)理論知識，從安全性和適用性的角度提出了改進的Montgomery算法。在折中考慮算法的資源消耗和運算時效的基礎(chǔ)上，給出了ECC素數(shù)域點乘公式；通過插入

3、模糊運算，使算法公式模塊化，具有一定的抗攻擊性。
　　最后，本文系統(tǒng)的闡述了整個ECC協(xié)處理器的實現(xiàn)流程，提出并設(shè)計了兼?zhèn)淠＜雍湍p運算的邏輯運算模塊；通過復(fù)用寄存器組上層搭建形成串行流水結(jié)構(gòu)完成模乘和模除運算，加之運算模塊的通用性，使之能夠支持不同密鑰長度的加密運算。并在基于素數(shù)域FP-256的基礎(chǔ)上，給出了整個協(xié)處理器的仿真，綜合，Layout以及FPGA驗證，在UMC0.13um工藝下的面積為0.88mm2，工作頻率最高為1