基于定制指令的椭圆曲线标量乘处理器

发布时间：2018-05-31 14:22

  本文选题：椭圆曲线 + 标量乘法　； 参考：《小型微型计算机系统》2014年10期

【摘要】：椭圆曲线标量乘法的计算量大,对处理器的运算能力要求高,是整个椭圆曲线密码体制实现的关键;标量乘运算依赖于下层的点运算和最底层的有限域乘法、加法、求逆的运算速度,因此设计高效的标量乘和有限域运算硬件结构是提升椭圆曲线标量乘性能的关键.采用指令方式实现Montgomery模逆运算,相比于传统实现减少了近1/3的延迟;提出一种混合点运算的数据流水排布模式,相比于顺序执行点加、倍点运算减少了近一半的延迟,具有较高的并行度和运算部件利用率;设计并实现了一种基于定制指令的椭圆曲线标量乘处理器,它在Virtex6VSX475T FPGA上完成一次标量乘运算需要0.275ms,吞吐量为18180次/秒,相比于相关工作[3-5,8]可以提升约45.9%~97.6%的运算延迟.
[Abstract]:The elliptic curve scalar multiplication is the key of the whole elliptic curve cryptosystem because of its high computational power and high computational power, and the scalar multiplication depends on the point operation of the lower layer and the multiplication and addition of the lowest finite field, and the scalar multiplication depends on the point operation of the lower layer and the multiplication and addition of the finite field on the bottom layer. Therefore, the design of efficient scalar multiplication and finite field operation hardware structure is the key to improve the performance of elliptic curve scalar multiplication. This paper presents a data pipelining mode of hybrid point operation, which reduces the delay by nearly a third compared with the traditional implementation, and reduces the delay by nearly half compared with the sequential execution point addition. A kind of elliptic curve scalar multiplication processor based on custom instruction is designed and implemented. It takes 0.275 Ms to complete the scalar multiplication operation on Virtex6VSX475T FPGA, and the throughput is 18180 times per second. Compared with the related work [3-5 + 8], the computational delay of about 45. 9% or 97. 6% can be increased.
【作者单位】： 数学工程与先进计算国家重点实验室;
【基金】：国家“八六三”高技术发展计划重大项目基金(2014AA01A300)资助
【分类号】：TP332

【共引文献】

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本文编号：1960061