有限域乘法器的设计实现与优化

发布时间：2020-05-29 05:26

【摘要】： 本论文研究的主要内容是有限域算术、椭圆曲线加密算法和有限域乘法器。椭圆曲线加密算法是目前提供了最短的密钥长度和最优的每比特加密强度的公钥加密算法。而椭圆曲线加密算法的性能取决于有限域运算的速度,有限域乘法运算又是有限域运算中其他运算的基础。这使得有限域内的快速运算尤其是二元括域上的乘法运算成为了近期的研究热点。 本文的重点在于有限域乘法及有限域乘法器的算法设计,尤其是由三项式及五项式生成的二元域。考虑到目前信息安全系统的有效性,本文所提出的有限域乘法器结构均为位并行乘法器。 本文基于移位多项式基底(SPB)及其弱共轭基底(WDB)的有限域乘法器结构对有限域乘法器的设计实现进行了研究。在由不可约三项式和不可约五项式构建的有限域中,本文提出的架构在相同的空间复杂度下有着目前最小的时间复杂度。而且,本文提出的乘法器结构具有很高的规则性,大大降低了硬件电路设计者对数学知识的要求,为乘法器的快速设计实现提供了极为有利的条件。 进一步的,通过verilog硬件描述语言对三项式乘法器设计进行了实现,通过EDA软件Design Compiler,Power Compiler对设计进行了综合及优化、功耗分析及优化。研究得到结论,该乘法器架构在相同的空间复杂度的前提下实现了最低的时间复杂度(最短的关键路径)。不仅如此,该乘法器架构还以其规范性易于通过硬件描述语言实现。
【图文】：

GF(2一m)上的Mastrovitoe乘法器体系结构

图5矩阵乘法运算因子对应关系简图矩阵中呵s，o‘j‘m一1各项为有限域元素B用弱共扼基底表示的系数，当分，一，，‘j‘一1或m“j:Zm一2一v时是乘法器的输入，这些系数需要在呵，0‘j‘m一1的条件下进行计算。根据迹函数的线性性质和式(3·8)，可，之间的计算关系可以直接由a，:得到。当f(x)=尸+扩+1和v=k时，可:，一;‘j‘一1与m‘j、Zm一2一v可以如下方式计算:b二，=bJ+b二一，方二，十，=b:+b二一，十，
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP332.22

【参考文献】

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本文编号：2686471