ECDSA签名算法的硬件实现设计及FPGA仿真

发布时间：2021-06-11 01:14

　　随着移动互联网和信息技术的飞速发展,如何保证信息在无线网络中安全传输的问题越来越引起重视。公钥密码体制是实现信息安全传输的重要技术之一,尤其是椭圆曲线公钥密码体制（ECC）,它具有安全强度高、密钥长度短、计算速度快、节约通信带宽和节省存储空间等优点,160比特的ECC的安全性就相当于1024比特的RSA的安全性。数字签名技术是模拟传统签名手段保证信息安全传输的一种重要安全技术,采用ELGamal体系构建的ECDSA签名算法拥有椭圆曲线密码体制的优点,ECDSA签名算法已经被广泛应用在各个领域,并被众多国际标准化组织指定为国际标准。在一些计算能力和存储空间受限的应用领域尤其适用,不如无线网络环境。鉴于无线设备在资源占用、计算能力和系统安全性等方面的性能要求,ECDSA签名算法的优化和设计实现一直是一个重要的研究领域。本文基于verilog硬件描述语言设计实现了 ECDSA签名算法的硬件系统架构和组成模块,并基于FPGA开发板进行了功能仿真验证。ECDSA签名算法的硬件系统架构主要包括核心运算模块和签名模块。核心运算模块主要对标量乘运算进行算法优化和设计实现,本文对3bit组合标量乘算法进... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图５．１素域加法运算仿真波形??５５??

资源占用情况为：２３００个ＬＵＴ和２７８个寄存器。对求逆运算仿真测试随机选择??测试用例：ｘ＝２３３，ｄ２５４１４０５６７８１２１４５３，?ｍ＝２３３’ｄ４３２７８０２２３０９３５３７８０２７，根据Ｓｔｅｉｎ算??法，ｏｉｍ－１?ｍｏｄ?ｍ＝２３３’ｄｌ０７０１５３２４９７６４２２９３１４，图５．３所示的模逆运算模块仿真波??形可以验证运算结果。??５６??

圍賴匕??＿■■顯??图５．３?Ｓｔｅｉｎ模逆运算仿真波形??５．１．４深度求模运算的仿真验证??根据上文设计实现的素域求模运算，通过判断逻辑减少了运算次数实现了深度??求模运算。经过Ｖｉｖａｄｏ软件综合实现后，资源占用情况为：４８６个ＬＵＴ和１８９个寄存??器。测试用例选择ｕ＝２３３’ｄ８４４７８５４４３２７７４５５１７２９，?ｍ＝２３３’ｄ２５４１８８９７７１３，根据深度??求模运算可以得到结果：ｄａｔａ＝ｕ?ｍｏｄ?ｍ＝２３３’ｄｌ８４７８２４３２７８，图５．４所示的深度求模运??算仿真波形可以验证运算结果。??ｐ＾ｇｓｔ＾Ｂｍｇ＾ｉ＾＾Ｋ?｜ｓ＾８＾？ａｔ％＾ｇ．＇－；．？＾?ＢＢＢＨＢＢＢＢＢＢＢＢＢＢＷＨＢＢＢＢＢＷＢＩ??■?ｒ???￣ａ??Ｂ—１?Ｉ??／ｔｅｓｔ／ｄｄｄｉｄａｔａ?２５＾１８＾７８２４３２７５??—＾——：５—＾——變??—ｒｉ爾３—Ｊ??＇＊＾ｉ?Ｅ＾ｉ＾＾ＳＩ＾ＳＨＩＨＨｌ＾＾ＨＩＨＨＨ＾ＨＨ?ＩＣ＾３Ｉ＾５＾ＳＥＳ＾Ｉｉ＾ｌＨＶＢＳ－ｉＨ??．Ｈ５ＢＨ５５ＳＳＨＳＳＳＳＳ！Ｈ５ＩＳＢＳＳＳ６６ＢＳ６ＢＢｐ１??Ｗ＾：＆＾＾＾ｍ＾＾＾＾ＳＳＳＳＳ


本文编号：3223498