导　　师： 吴朝晖; 叶晖

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 由于公钥密码学在密钥管理、身份认证和数字签名方面有着天然的优越性,使其在现代密码系统中扮演着不可替代的角色。RSA是公钥加密算法中最具有代表性的一种,可以同时用于数字签名和公钥加密,是当前公认的使用最广泛的一种公钥加密方式。但是RSA中原本为了保证安全性而设计的大数运算,在保证了安全性的同时也给传统的软件计算方式带来了很大负担。RSA秘钥越长软件计算速度就越慢。因此业界学者集中于研究RSA的硬件高速实现,对于最新的研究成果中,已有每秒完成上千次1024位RSA的案例,如此高的运算速度源于硬件内部的并行算法优化,固定的优化方式很容易受到旁道攻击。而软硬件协同设计的RSA算法在具有较高运算速度的前提下,带来纯硬件实现RSA算法所没有的灵活性,并且可以降低硬件的资源消耗,是当前研究的热点。本文基于RSA的软硬件协同设计,针对两种软硬件实现RSA算法的方案进行了研究。对于硬件完成模幂运算的方案中,本文对RSA算法进行分析和改进,最终结果能达到120M时钟下每秒完成56.36次2048位秘钥的RSA解密运算(信息位1024位),并且随之设计了软件算法程序和测试程序,经过测试,软硬件功能和性能都达到了设计目标。对于硬件实现模乘的方案中,本文提出了利用模乘阵列来实现高吞吐量的RSA运算。针对设计的模乘阵列,设计了软硬件之间的高速数据通信PCIe接口,解决了软硬件通信接口速率限制系统运行速度的问题。并且设计了模乘阵列的高效率低功耗调度策略,得到正确的仿真结果。更多还原

关 键 词： 加密 软硬件协同设计 模幂运算 模乘运算 模乘阵列

领　　域： []