RSA公钥加密算法硬件描述语言实现

摘要

随着社会信息化的不断发展，网络技术得到了广泛应用，网络的开放性也给信息安全带来了严重的隐患，而密码技术则是确保信息安全的核心技术。 RSA密码体制是目前比较成熟的公钥密码体制，可用于数据加解密、数字签名、身份验证等。在各种安全或认证领域，如WEB服务器和浏览器信息安全、Email的安全和认证、对远程登陆的安全保证和各种电子信用卡系统，起着安全核心的作用，而用微电子技术将加密算法转换成硬件实现，不仅加解密速度快，而且抗物理攻击能力强，所以研究如何用硬件快速实现RSA有着重要的现实意义。 RSA算法的核心运算是大整数模幂运算，而模幂运算是由一系列的模乘运算构成。模幂、模乘运算是RSA算法运算速度的瓶颈，它们的运算速度决定着RSA密码算法运算效率。 为了更好的解决RSA密码算法的运算速度问题，本文深入研究了RSA密码算法，分析了Montgomerly算法，在此基础上，采用从左到右的二进制幂指数扫描算法，通过对模乘器的分时调用，设计了RSA密码芯片的总体方案和系统结构：阐述了运用三级流水线技术，实现高速并行RSA算法硬件的设计技术和方法，完成了RSA算法中的核心运算模块，即大数模幂运算单元的设计，最终在Cyclone系列的EPIC6Q240C8上实现了1024位的RSA密码算法，并通过了软硬件的仿真、验证与测试。

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文摘

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第一章 密码学概况

1.1密码学的产生与发展

1.2密码技术现状及发展方向

1.3研究本课题的意义及价值

1.4研究内容

第二章 公开密匙密码系统

2.1公开密匙的观念

2.2公开密钥密码系统特色

第三章 RSA公钥密码系统

3.1 RSA加密/解密的方法

3.2 RSA密钥产生的步骤

3.3 RSA算法保密度分析

3.4 RSA密码系统中的基础数学运算

3.5 RSA密码系统模幂运算算法

3.6 RSA密码系统模乘运算算法

小结

第四章 RSA密码系统的实现

4.1硬件描述语言的选择

4.2硬件芯片的选择

4.3 Altera公司Cyclone系列FPGA介绍

第五章 RSA密码系统设计

5.1 RSA系统的芯片选型

5.2总体设计

5.3核心模块实现

5.4模幂单元

第六章 仿真与综合

6.1仿真与综合

6.2几种加密芯片的比较

6.3设计的优点与不足

结论

致谢

参考文献

个人简历