信息技術(shù)的不斷發(fā)展,對信息的安全提出了更高的要求.在應(yīng)用公鑰密碼體制的時(shí)候,對密鑰長度要求越來越大,處理的速度要求越來越快.而基于橢圓曲線離散對數(shù)問題的橢圓曲線密碼體制,因其每比特最大的安全性,受到了越來越廣泛的注意.橢圓曲線密碼體制(ECC:Elliptic Curve Cryptosystem)的快速實(shí)現(xiàn)也成為一個(gè)關(guān)注的方面.該文按照確定有限域、選取曲線參數(shù)、劃分結(jié)構(gòu)模塊、優(yōu)化模塊算法、實(shí)現(xiàn)模塊設(shè)計(jì),驗(yàn)證模塊功能的順序進(jìn)行書寫.為了硬件實(shí)現(xiàn)上的方便,設(shè)計(jì)選擇了含有Ⅱ型優(yōu)化正規(guī)基的伽略域GF(2191),并在該域上構(gòu)造了隨機(jī)的橢圓曲線.根據(jù)層次化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)思路,將橢圓曲線上的標(biāo)量乘法運(yùn)算劃分成兩個(gè)運(yùn)算層次:橢圓曲線上的運(yùn)算和有限域上的運(yùn)算.模塊劃分之后,利用自底向上的設(shè)計(jì)思路,主要針對有限域上的乘法運(yùn)算進(jìn)行了重要的改進(jìn),并對加法群中的標(biāo)量乘運(yùn)算的算法進(jìn)行了分析、證明,以達(dá)到面積優(yōu)化和快速執(zhí)行的效果.具體設(shè)計(jì)中,采用硬件描述語言Verilog HDL,在Mentor Graphics公司出品的FPGA Advantage平臺上進(jìn)行電路設(shè)計(jì).完成了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)輸入和仿真.設(shè)計(jì)選用了Altera公司的APEX Ⅱ系列器件,利用第一方軟件Quartus Ⅱ 2.2進(jìn)行綜合、布局、布線和時(shí)序仿真.文中給出了橢圓曲線上的點(diǎn)加、倍點(diǎn)和標(biāo)量乘法模塊的具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖.并且根據(jù)橢圓曲線的標(biāo)量乘特點(diǎn),提出了合適的驗(yàn)證方案.該設(shè)計(jì)完成了橢圓曲線上的標(biāo)量乘法運(yùn)算.設(shè)計(jì)主要針對資源受限的應(yīng)用環(huán)境:改進(jìn)了有限域上的乘法運(yùn)算、使用了沒有預(yù)處理的標(biāo)量乘算法.改進(jìn)后的橢圓曲線標(biāo)量乘法需要2,741,998個(gè)邏輯單元,在100MHz的時(shí)鐘約束下,運(yùn)行一次標(biāo)量乘法運(yùn)算需要567.69us.該次設(shè)計(jì)的結(jié)果可以直接用來構(gòu)造橢圓曲線上的簽名、驗(yàn)證、密鑰交換等算法.
標(biāo)簽： FPGA 橢圓曲線 密碼體制 乘法運(yùn)算
上傳時(shí)間： 2013-05-24
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本文從AES的算法原理和基于ARM核嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)著手，研究了AES算法的設(shè)計(jì)原則、數(shù)學(xué)知識、整體結(jié)構(gòu)、算法描述以及AES存住的優(yōu)點(diǎn)利局限性。 針對ARM核的體系結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，對AES算法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了從AES算法本身和其結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化的方法，在算法本身優(yōu)化方面是把加密模塊中的字節(jié)替換運(yùn)算、列混合運(yùn)算和解密模塊中的逆列混合運(yùn)算中原來的復(fù)雜的運(yùn)算分別轉(zhuǎn)換為簡單的循環(huán)移位、乘和異或運(yùn)算。在算法結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面是在輸入輸山接口上采用了4個(gè)32位的寄存器對128bits數(shù)據(jù)進(jìn)行了并行輸入并行輸出的優(yōu)化設(shè)計(jì)；在密鑰擴(kuò)展上的優(yōu)化設(shè)計(jì)是采用內(nèi)部擴(kuò)展，即在進(jìn)行每一輪的運(yùn)算過程的同時(shí)算出下一輪的密鑰，并把下一輪的密鑰暫存在SRAM里，使得密鑰擴(kuò)展與加/解密運(yùn)算并行執(zhí)行；加密和解密優(yōu)化設(shè)計(jì)是將輪函數(shù)查表操作中的四個(gè)操作表查詢工作合并成一個(gè)操作表查詢工作，同時(shí)為了使加密代碼在解密代碼中可重用，節(jié)省硬件資源，在解密過程中采用了與加密相一致的過程順序。 根據(jù)上述的優(yōu)化設(shè)計(jì)，基于ARM核嵌入式系統(tǒng)的ADS開發(fā)環(huán)境，提出了AES實(shí)現(xiàn)的軟硬件方案、AES加密模塊和解密模塊的實(shí)現(xiàn)方案以及測試方案，總結(jié)了基于ARM下的高效編程技巧及混合接口規(guī)則，在集成開發(fā)環(huán)境下對算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，分別得出了初始密鑰為128bits、192bits和256bits下的加密與解密的結(jié)果，并得劍了正確驗(yàn)證。在性能測試的過程中應(yīng)用編譯器的優(yōu)化選項(xiàng)和其它優(yōu)化技巧優(yōu)化了算法，使算法具有較高的加密速度。
標(biāo)簽： ARM AES 嵌入式系統(tǒng) 算法優(yōu)化
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的提高和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基于離散對數(shù)問題和大整數(shù)因子分解問題的數(shù)字簽名算法越來越不能滿足信息安全的需要。為了滿足信息安全的要求，安全性依賴于橢圓曲線離散對數(shù)困難問題(ECDLP)的橢圓曲線密碼體制是當(dāng)前密碼學(xué)界研究的熱點(diǎn)之一。現(xiàn)有的求解ECDLP的算法都是全指數(shù)時(shí)間復(fù)雜度的算法。由于專用集成電路具有速度快、性能好、安全性高等優(yōu)勢，使得采用專用集成電路來實(shí)現(xiàn)橢圓曲線密碼體制己成為主要趨勢。因此，本課題著眼于應(yīng)用，針對基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法的FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了較為深入的探討與研究。 本課題從實(shí)際應(yīng)用的需要出發(fā)，以初等數(shù)論、有限域理論、數(shù)字簽名技術(shù)和橢圓曲線理論為依據(jù)，確定了如下基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法的硬件實(shí)現(xiàn)方案：首先，對實(shí)現(xiàn)基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法所需的算法和技術(shù)進(jìn)行了剖析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。然后，按照層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，在Xinlinx公司的ISE 7．1工具中，采用硬件描述語言VHDL作為設(shè)計(jì)輸入，對各運(yùn)算器和控制模塊進(jìn)行電路設(shè)計(jì)；采用Menter公司的ModelSim SE 6.2b工具對之進(jìn)行功能仿真，以保證底層設(shè)計(jì)的正確性。最后，在確保每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)正確的前提下，完成電路的總體設(shè)計(jì)，再進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的仿真與測試。 本課題對Schnorr數(shù)字簽名算法的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了比未改進(jìn)前的Schnorr數(shù)字簽名算法平均節(jié)省三分之一的運(yùn)行時(shí)間。對基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法的設(shè)計(jì)也獲得了良好的指標(biāo)：產(chǎn)生簽名只需要1ms多的時(shí)間，驗(yàn)證簽名也需要不到3ms。本課題的研究對實(shí)現(xiàn)電子交易安全方面有重要的作用，尤其是在密鑰分配、電子貨幣、電子證券、電子商務(wù)和電子政務(wù)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值，其成果具有廣泛的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： 橢圓曲線 密碼體制 數(shù)字簽名算法
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息的安全性越來越受到人們的重視。敏感信息的電子化在使用戶得到便利的同時(shí)，數(shù)據(jù)、資源免泄漏也成為了人們必須注意的一個(gè)大隱患。在這個(gè)信息全球化的時(shí)代，病毒、黑客、電子竊聽欺騙、網(wǎng)絡(luò)攻擊都是人們所必須面對的重大問題。出于這種需要，加密自然吸引了人們的注意力，而傳統(tǒng)的軟件加密技術(shù)已經(jīng)越來越不能滿足信息安全對運(yùn)算速度和系統(tǒng)安全性的需求，硬件設(shè)施的開發(fā)顯示出其重要性，硬件加密模塊的地位也越來越重要。但其安全性仍存在著一定的問題，對安全性研究仍是不可放松的一個(gè)重要問題。 本文介紹了目前幾種流行加密算法及標(biāo)準(zhǔn)，并對典型的公鑰密碼標(biāo)準(zhǔn)RSA進(jìn)一步說明。RSA算法可以進(jìn)行數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)加/解密，將其應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域具有很大的意義。針對于目前硬件加解密相對于軟件加解密的種種優(yōu)勢，論文重點(diǎn)研究RSA算法的基于硬件FPGA的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案。FPGA是近幾年的超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)，其速度及成本等都占有一定的優(yōu)勢。對RSA算法的FPGA設(shè)計(jì)，論文主要研究兩方面的內(nèi)容：密鑰生成部分中的素?cái)?shù)檢測問題和加/解密算法中關(guān)鍵瓶頸--大數(shù)模乘及模冪運(yùn)算。并進(jìn)行了軟硬件的仿真、驗(yàn)證與測試。論文對RSA設(shè)計(jì)模塊的可應(yīng)用領(lǐng)域之一--智能卡及其安全性做了簡單的介紹，并對論文所研究實(shí)現(xiàn)的模塊在其中的應(yīng)用進(jìn)行了說明，從而體現(xiàn)了其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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隨著信息量的急劇增長，信息安全日益受到人們重視。移動硬盤的出現(xiàn)使得數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和攜帶更加方便，但也不可避免的帶來了數(shù)據(jù)安全隱患。只要竊走了移動硬盤，任何想竊取硬盤信息的人便可以輕松得逞，即使設(shè)置了類似訪問口令這樣的邏輯密鑰，要想破解也不是件難事。 一個(gè)完整的數(shù)據(jù)加解密系統(tǒng)應(yīng)該具備安全可靠的密碼認(rèn)證機(jī)制和數(shù)據(jù)加解密算法。本文基于MEMS強(qiáng)鏈、USB控制器和FPGA設(shè)計(jì)了一種USB接口的高效數(shù)據(jù)加解密系統(tǒng)，采用物理認(rèn)證并用硬件實(shí)現(xiàn)AES加密算法。普通IDE硬盤掛接該系統(tǒng)后成為安全性極高的加密USB移動硬盤，其平均數(shù)據(jù)吞吐率接近普通U盤，達(dá)到10MB/s。
標(biāo)簽： USB 移動 硬盤數(shù)據(jù) 加密技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-06-16
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介紹天線設(shè)計(jì)及用史密斯園圖進(jìn)行阻抗匹配方法，并有具體實(shí)例
上傳時(shí)間： 2013-06-07
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人民郵電出版社，肖景和，【555集成電路應(yīng)用精粹】。本書全面、系統(tǒng)地介紹了555集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、參數(shù)、典型應(yīng)用電路和實(shí)際應(yīng)用實(shí)例。在精選的400余個(gè)應(yīng)用實(shí)例電路中，按照555集成電路的應(yīng)用方式分為：多諧振蕩器的應(yīng)用方式、雙穩(wěn)態(tài)電路的應(yīng)用方式、施密特電路的應(yīng)用方式以及特殊引腳的應(yīng)用方式。
標(biāo)簽： 555 86 集成 電路應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-07-12
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人民郵電出版社，肖景和，【555集成電路應(yīng)用精粹】。本書全面、系統(tǒng)地介紹了555集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、參數(shù)、典型應(yīng)用電路和實(shí)際應(yīng)用實(shí)例。在精選的400余個(gè)應(yīng)用實(shí)例電路中，按照555集成電路的應(yīng)用方式分為：多諧振蕩器的應(yīng)用方式、雙穩(wěn)態(tài)電路的應(yīng)用方式、施密特電路的應(yīng)用方式以及特殊引腳的應(yīng)用方式。
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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人民郵電出版社，肖景和，【555集成電路應(yīng)用精粹】。本書全面、系統(tǒng)地介紹了555集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、參數(shù)、典型應(yīng)用電路和實(shí)際應(yīng)用實(shí)例。在精選的400余個(gè)應(yīng)用實(shí)例電路中，按照555集成電路的應(yīng)用方式分為：多諧振蕩器的應(yīng)用方式、雙穩(wěn)態(tài)電路的應(yīng)用方式、施密特電路的應(yīng)用方式以及特殊引腳的應(yīng)用方式。
上傳時(shí)間： 2013-08-01
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人民郵電出版社，肖景和，【555集成電路應(yīng)用精粹】。本書全面、系統(tǒng)地介紹了555集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、參數(shù)、典型應(yīng)用電路和實(shí)際應(yīng)用實(shí)例。在精選的400余個(gè)應(yīng)用實(shí)例電路中，按照555集成電路的應(yīng)用方式分為：多諧振蕩器的應(yīng)用方式、雙穩(wěn)態(tài)電路的應(yīng)用方式、施密特電路的應(yīng)用方式以及特殊引腳的應(yīng)用方式。
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