An Improvement of Fast Scalar Multiplication Algorithm on Elliptic Curves Over GF(2 n)

利用椭圆曲线密码体制上点乘运算改进的m进制方法,对一种标量乘法快速算法作了进一步改进,结果表明改进后的算法减少了椭圆曲线点乘运算的计算量及存储空间,并提高了运算效率.     

一种改进的椭圆曲线标量乘的快速算法

椭圆曲线密码体制(ElliPtic Curve Cryptosystem,简称ECC)是最有效的公钥密码体制之一,密钥更短、安全性更强。点乘和标量乘是椭圆曲线密码体制中的核心运算,是最耗时的运算。宽度w的非相邻型(w-NAF)算法通常被用来加速椭圆曲线上的标量乘,通过对这种算法的改进和优化,提高算法的效率,并结合分段并行理论提出了一种双标量乘法算法。对新算法进行了分析和测试,其效率在普通算法的基础上有明显提高,具有实用性。     

NAF算法的改进

椭圆曲线上的点乘运算是影响椭圆曲线加密（ECC）效率的一个关键因素。本文分析了普遍用于点乘算法的非相邻表示型（NAF）算法,对NAF算法和窗口宽度w的NAF算法进行了改进。本算法减少了运算中的移位运算次数,缩短了运算时间。经分析,改进算法的运行效率是原算法效率的 倍,建模仿真也表明改进算法的运行时间要短于原算法的运行时间。     

改进伽罗华有限域上的数乘算法

研究椭圆曲线加密体系中的数乘运算.通过分析数乘运算的特点发现,减少椭圆运算次数可以大幅提高数乘运算速度.针对数乘运算中占比重较大的基点数乘,改进了带符号窗口算法,并设计了权表法.采用改进的数乘算法使得倍运算次数大大减少.通过预计算建立基点的2k权表,改进了基点的带符号窗口算法,并对权表法进行复杂度分析.实验证明,该算法显著提高了椭圆曲线-厄格玛尔算法(EC-ElGamal)加密体系的运算速度.在微机上运行113 bit的EC-ElGamal体系,与宽度为4的窗口算法相比,系统加密速度提高了1/3.     

椭圆曲线密码体制中点乘的快速算法

对已有的计算椭圆曲线密码体制中点乘的常用算法进行性能分析,在此基础上,针对非相邻形式算法(NAF)存在的不足,提出一种改进的基于NAF的窗口算法,并与其它的几种算法进行了比较.结果表明,改进算法减少了点乘运算中点加和倍乘的运算次数,运算效率比一般的二进制算法提高了25%.     

一种椭圆曲线标量乘的DSP并行算法

计算椭圆曲线标量乘是椭圆曲线密码算法的基础, 为了提高运算效率,探讨了椭圆曲线标量乘的基本实现算法,并设计了DSP并行环境,提出了一种并行实现算法.实验表明该并行算法有效地提高了标量乘运算的效率.     

一种改进的2w-ary快速标量乘算法

标量乘是椭圆曲线密码体制(ECC)的基本运算,也是最耗时和极易受到攻击的运算之一。针对利用重编码和R-L技术实现2w-ary快速标量乘算法的不足,对该算法进行了改进。在保持抗SPA的前提下,改进算法使用绝对值,避免了负数做数组下标的使用,减少了50%的存储量,节约了赋值后的消除操作。理论分析表明,改进算法优于原算法,算法的运算量降低2w次。数字验证表明,改进算法比原算法快约17%。     

优化的低存储NAF标量乘算法

标量乘法是椭圆曲线密码体制中最消耗时间的基础运算,直接影响椭圆曲线加密效率。详细分析了基于滑动窗口的NAF标量乘算法,提出了改进的低存储滑动窗口NAF标量乘算法,缩短了算法的总体期望运行时间,降低了存储空间的需求。分析表明,优化后的NAF标量乘算法,提高了预计算运算时间,有效地减少了存储空间,提高了存储空间的利用率。     

GF（2^m）域上椭圆曲线点乘算法的改进

介绍了在GF(2m)域上实现非超异椭圆曲线的点乘的算法,它是Montgomery 算法的改进.该算法无需乘法预处理,运算速度快于IEEE P1363草案标准上"加-减"算法,而且占用的内存资源少,易于软、硬件方式的实现.因此,该算法更利于在那些资源有限的环境中实现椭圆曲线加密体制.     

基于椭圆曲线的数字签名核心算法的SystemC建模研究

在简要介绍椭圆曲线密码学基本原理的基础上,对ECC数字签名进行算法分析以及性能评估,引出核心模块点乘运算,并用SystemC语言实现点乘的行为级描述.在CocentricStudioSystem平台上进行建模仿真,取得正确的结果.该设计可应用于椭圆曲线加密处理器的SOC实现中.     

椭圆曲线密码SOC的研究与设计

通过分析椭圆曲线密码体制,比较软、硬件模块结构,对软硬件接口进行划分,提出了一种适合椭圆曲线公钥密码运算和满足实际产品需求的简单高效SOC架构,并讨论了设计、验证、实现以及软件系统的开发,成功完成了一款完全符合椭圆曲线密码体制及其安全标准的SOC芯片.椭圆曲线密码SOC采用HHNEC0.25μm制造工艺,实际芯片在59 MHz下的测试表明,192 bit非固定点乘运算性能为456次/s,256 bit非固定点乘运算性能为232次/s.     

ECC点乘运算在网络并行实现中的装箱问题

基于网络并行计算,提出椭圆曲线公钥密码体制点乘运算在网络并行环境中实现的算法,详细分析了并行环境中的装箱问题,建立了并行子任务分派的数学模型,并对模型的采用贪心策略的FirstFit算法就行求解,解决了网络并行计算环境下的ECC点乘并行算法实现的任务分配问题.     

GF(2m)域上椭圆曲线点积算法的一种改进

提高椭圆曲线点积运算的效率是椭圆曲线研究的一个核心问题。文章对有限域GF(2m)上的椭圆曲线的点积运算作了较为深入的研究,并利用正则的二进制冗余序列构造了一种新的窗口算法,从算法的效率比较来看,本算法有一定的提高。     

椭圆曲线数字签名算法中的快速验证算法

Montgomery方法是椭圆曲线密码中计算多倍点运算 k P的一种新方法。为减少在椭圆曲线数字签名算法验证过程中需完成的 k P l Q的计算量 ,该文在分析 Mont-gom ery方法的基础上 ,将计算 k P和计算 l Q的流程结合在一起 ,提出了一种计算多倍点运算 k P l Q的新算法 ,使椭圆曲线数字签名算法中验证签名所需的计算量减少了2 5 %。新算法对改善椭圆曲线密码的实现技术具有一定意义。     

自适应的椭圆曲线滑动窗口标量乘法

在公共密钥密码体系中,椭圆曲线加密算法是一种非常流行的方法,影响椭圆曲线算法执行效率的因素有很多,标量乘法就是一个重要因素．文中分析了几种现有的椭圆曲线标量乘法后,提出了一种改进的计算椭圆曲线标量乘法的算法,即自适应的滑动窗口标量乘算法．文中给出了改进算法中几个重要函数的实现方法,分析了改进算法的执行效率,并给出实验结果．     

Koblitz曲线密码中倍点运算算法的改进

针对Koblitz曲线密码中最耗时的倍点运算, 提出一种新的递推算法. 算法分析表明, 新算法使倍点运算的效率比常规的逐点法提高55%以上, 从而改善了椭圆曲线密码系统的整体运算速度.     

基于DSP的ECC快速数字签名的实现

标量乘运算是影响椭圆曲线签名算法执行效率的重要因素之一．针对椭圆曲线密码体制的快速标量乘法,提出用NAF和变长滑动窗口相结合的方法大大减少点加运算次数,同时分别用雅可比坐标和稚可比一仿射坐标法避免倍点运算和点加运算中的求逆,提高点加、倍点运算速度,并将其应用到基于TMS320VC5402的椭圆曲线数字签名．结果表明,签名运算速度得到了很大提高．     

基于椭圆曲线的因子分解算法

阐述了代数几何中关于椭圆曲线的定义及相应的运算法则,依据p-1算法给出了基于椭圆曲线的因子分解算法的原理与实现方式,同时对此算法程序在运行过程中所涉及的若干子程序(算法)作了全面的分析.     

NAF的二进制表示法及其算法研究

椭圆曲线加密的快速实现研究一直是该领域的研究热点,其中二进制数的非相邻表示型(NAF)因此被广泛应用,它主要应用在点乘运算,在该算法中用到的NAF是由带符号位的数字组成,所以通常采用一位一存储的方式,然而在一些存储资源有限的设备上这是极大的浪费;为了节省存储资源,提出一种NAF的二进制表示方法,这样就能将多位NAF数值按照运行平台的字长来存储,大大提高了存储资源的利用率;在此基础上给出NAF二进制表示法的算法及其点乘算法;实验结果表明该表示法的运算效率较原算法的效率没有太大的影响,尤其在点乘运算中影响更是微弱,但是在提高存储效率方面表现突出,节省存储空间达96%以上。     

基于原子防护的SM2算法实现及简单功耗分析

SM2算法是中国商用椭圆曲线公钥密码标准算法。SM2算法实现过程中如不加防护措施,攻击者利用简单功耗分析(simple power analysis, SPA)即可破解私钥。为有效防御SPA攻击,提高算法性能,以安全芯片为基础,针对椭圆曲线标量乘运算采用优化的原子防护方法,软硬件实现了SM2算法。同时搭建安全评估环境,进行安全分析实验。结果表明,原子块内功耗波形变化规律基本一致,但原子块间局部功耗波形随着标量乘系数比特值不同而存在明显差异,从而导致私钥泄露,成为信息安全隐患。针对泄露位置进行原因分析,提出了改进的实现策略。实验结果表明所提出的策略可有效抵御SPA攻击。