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(2m)域高效椭圆曲线标量乘结构的研究

为提高椭圆曲线加密运算的速度,提出了一种多项式基表示的GF(2m)域高效标量乘加速器结构.该结构对面积和性能进行了合理的权衡,采用点加、倍点模块并行运算以提高速度;为了减少面积采用并行和串行相结合的方法对点加和倍点模块进行优化,初始化和最后的坐标变换求逆模块通过优化分解成一系列乘和加运算,合并在一个模块中用串行结构实现.采用Xilinx公司的VirtexE XCV2600 FPGA硬件实现结果表明,完成有限域GF(2163)上任意椭圆曲线上的一次标量乘的全部运算时间消耗为36.5μs,适合高性能椭圆曲线加密应用的要求.     

一种适用于无线网络的椭圆曲线标量乘算法研究

单标量乘和多点标量乘是椭圆曲线密码体制中最主要的运算,在各种密码协议中起到核心作用。提出一种基于Shamir方法优化预计算的多标量乘算法,算法对标量从左到右进行编码,并将编码阶段与多标量乘的主计算阶段合并进行,节省了存储标量新编码的内存空间,更适合于内存受限的无线环境中应用。分析表明新算法在一般情况下效率可提高6％～50％。     

多标量乘算法的快速实现

标量乘及多标量乘算法是实现椭圆曲线密码系统的关键，如何快速高效实现标量乘及多标量乘算法是研究的重点。将基于滑动窗口的NAF算法引入到interleaving算法中，提出了基于滑动窗口NAF的interleaving算法，该算法在计算速度方面优于基本interleaving算法。     

小面积高兼容性RSA&SM2的硬件实现方法

设计了一种小面积高兼容性的夏米尔·阿德曼(RSA)SM2加密协处理器.模运算层设计了基-32蒙哥马利模运算电路,支持任意位宽下的双域运算,具有可配置的流水线结构;核心运算层设计了统一结构的模幂标量乘电路,具有可配置的抗SPA攻击功能.通过模运算层和核心运算层电路的功能复用来减小整体硬件结构面积.实验测得本电路支持2 048 bit内任意域RSA运算、768 bit任意域任意曲线和位宽的标量乘运算以及SM2国密规定的所有曲线.在0.13μm工艺下流片,电路总面积为0.32 mm2,约8.7×104个等效门,芯片最高工作频率为250 MHz,具有极高的面积利用率和兼容性.     

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.     

一种用于终端小型设备的轻量级椭圆曲线加密算法

针对物联网系统终端小型设备微处理器低运算效率和低存储空间的特点,本文提出一种基于椭圆曲线加密 (elliptic curve cryptography,ECC)的轻量级加密算法。首先在确定的椭圆曲线上随机选取两个不同点生成密钥,然后在加密过程中用点加、点减与倍点运算代替标量乘运算,最后对密文进行加盐处理。实验结果表明,与目前广泛应用的基于ECC的ElGama加密算法相比,改进后的加密算法密文长度减少25%,加解密速率提高200%。     

GF(3~m)上Hessian曲线的三进制Montgomery算法

为了提高Hessian曲线标量乘算法的效率,通过将标量k表示成三进制形式,并与原始Montgomery算法相结合,提出了GF(3~m)上Hessian曲线标量乘算法,且底层上采用快速点加、倍点和3倍点操作公式。分析结果表明,新算法与不同坐标系下的原始Montgomery阶梯算法相比,效率平均提高20.5%;与基于Co-Z运算的标量乘算法相比,效率提高34.8%;与同一曲线上signed width-4 sliding windows算法相比,在Jac Intersect坐标和标准射影坐标下提高的效率分别为2.03%和13.8%。在不同射影坐标下,新算法在Hessian曲线上比Weierstrass曲线上快33.3%～48%。     

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.     

GF(2~n)上椭圆曲线标量乘法快速算法的改进

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。     

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%。     

求解随机微分方程Heun法的稳定性

研究了Heun法用于求解随机微分方程的稳定性,利用随机变量服从正态分布的性质,得到了在噪声为乘性噪声时,Heun法用于求解标量自治随机微分方程的均方稳定性、指数稳定性和T-稳定性的充要条件.     

基于多基数系统的有效标量乘算法

首先给出了椭圆曲线上点P的7倍点公式7P,当[i]/[m]=6时,它比直接计算节省运算量7.4%～30.56%。作为双基数系统的一个推广,多基数系统具有标量表示长度更短、汉明重量更小的特点,较适用于椭圆曲线标量乘的快速计算。结合以上给出的公式,提出了一个以2,3和7作为基底的多基数系统计算椭圆曲线标量乘的有效算法,所提方法计算量更少。     

求解非线性随机微分方程半隐无导数法的稳定性

研究了半隐无导数法用于求解非线性随机微分方程的稳定性,利用随机变量服从正态分布的性质,得到了在噪声为乘性噪声时,半隐无导数法用于求解标量自治非线性随机微分方程的均方稳定性、指数稳定性和T-稳定性的充分条件.     

Gerstewitz非线性标量化函数的性质及其在向量优化中的应用

【目的】对Gerstewitz非线性标量化函数的性质作进一步研究与应用。【方法】利用代数内部和向量闭包研究Gerstewitz非线性标量化函数的一些性质。【结果】给出了Gerstewitz非线性标量化函数的一些性质,进而利用这些性质建立了集值向量优化问题有效点和弱有效点的非线性标量化结果。【结论】将拓扑内部推广到代数内部情形,推广了Gerstewitz非线性标量化函数的一些性质与应用。
     

求解变延迟随机微分方程Heun法的稳定性

文章利用线性插值的Heun法,研究了此法用于求解随机变延迟微分方程的稳定性,得到了在噪声为乘性噪声时,Heun法用于求解标量非自治随机微分方程的均方稳定性和指数稳定性的充要条件,并指出均方稳定性和指数稳定性是等价的。     

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．     

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.     

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。