素數(shù)域ECC算法模塊的ASIC硬件資源優(yōu)化設計與低功耗實現(xiàn)研究.pdf

1、橢圓曲線密碼算法(ECC)作為一種非對稱加密體制、它具有密鑰短、安全性高，應用廣泛的特點。信息安全和密碼學各界人士越來越關注ECC，這使得ECC發(fā)展速度迅猛。隨著集成電路制造工藝的不斷進步，ECC密碼算法ASIC實現(xiàn)也提出了新的要求。很多專家和學者重點研究ECC算法的資源優(yōu)化和低功耗設計。本文設計的橢圓曲線密碼算法具有硬件資源消耗少、安全性高的優(yōu)點，在互聯(lián)網(wǎng)安全方面具有重要應用意義。本課題以Synopsys公司的芯片設計軟件為平臺，利用

2、微軟的Visual Studio調(diào)用標準的MIRACL函數(shù)庫為全真測試矢量，采用多閾值電壓算法的低功耗設計方法，對橢圓密碼算法模塊進行了深入研究。本研究課題的主要研究內(nèi)容為：
　　首先，橢圓密碼算法理論研究。介紹了橢圓密碼體制實施的三種數(shù)域，重點介紹了素數(shù)域的模加減運算、乘法運算和求逆運算；對橢圓密碼體制中核心模塊進行深入分析。
　　其次，低功耗設計方法學介紹。分析電路功耗的組成，在不同ASIC設計階段所對應的低功耗策略，本

3、文提出了一種新的多閾值電壓分配算法，有效的降低了電路中的靜態(tài)功耗。
　　根據(jù)特定模數(shù)P改進了傳統(tǒng)的交錯模乘算法，并通過合理的算法調(diào)度，實現(xiàn)了模加、模減、模乘3種運算共用加法器資源，模乘算法硬件資源降低了近24.8％。針對二進制歐拉算法特點，通過算法調(diào)度模逆的硬件資源降低了將近68%。
　　本文采用了Verilog硬件描述語言進行設計，利用C++語言生成全真測試矢量，在VCS中完成仿真驗證，基于SMIC0.13um工業(yè)級單元庫