RSA加密算法的IP核研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著數(shù)字通信和電子商務的不斷發(fā)展，人們對信息安全的要求越來越強烈。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)采用公鑰密碼進行加密和數(shù)字簽名的產(chǎn)品和標準使用的都是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)學上長期的難題，至今沒

2、有有效的方法予以解決，因此RSA算法是公認安全度比較高的算法。RSA密碼算法需要進行大操作數(shù)的模指運算，目前公認的模長為512～2048二進制位，運算強度非常大，用軟件方法實現(xiàn)會非常慢，因此我們采用適合VLSI實現(xiàn)的Montgomery算法設計RSA算法IP。 本文首先介紹了RSA算法以及Montgomery模乘算法，在此基礎上中提出兩種改進方案。其中，采用4-2保留進位加法器的改進Montgomery算法可以消除大整數(shù)加法運算

3、的進位傳播，降低電路的關鍵路徑延時，同時避免了中間數(shù)據(jù)的類型轉化，節(jié)約運算時間。另外，使用心動陣列結構將該算法進行影射，消除了全局數(shù)據(jù)和控制信號廣播，使得信號只在相臨的兩個處理單元中傳送，減少互連延時，非常適合超深亞微米技術。同時，對每一個CSA單元在布爾函數(shù)級的進行重新調度，使得關鍵路徑延時減少36﹪。 最后，采用自頂向下的設計方法對RSA加密模塊進行劃分，并使用VerilogHDL完成了RSA軟IP核的描述，并對該軟核進行了