一款可扩展RSA公钥密码芯片的设计与实现

针对可扩展模乘算法进行研究,设计出了在资源允许的情况下,可支持任意密钥长度的可扩展RSA模幂电路,使RSA公钥密码芯片能满足任意安全等级需求.基于Altera公司的StratixII EP2S30F672C3 FPGA器件,实现并验证了可扩展至2048位的可扩展RSA模幂电路,实验结果表明,该方案很好的解决了RSA公钥密码芯片扩展性问题.     

适合SMS4算法硬件实现的S盒构造新方法

基于有限域求逆实现s盒的方法存在求逆运算复杂、硬件实现难的问题.为此,通过引入新的复合域,将GF(2~8)域上的求逆运算转化成GF(((2~2)~2)~2)复合域上的求逆运算,提出了一种基于复合域求逆的低电路面积开销的s盒构造方法.该方法通过采用复合域计算、优化运算顺序和复用公因子等手段减小S盒硬件实现的电路面积.实验表明,在0.18μm和0.35μm CMOS工艺下,采用基于复合域求逆构造的S盒与采用查找表方法构造的S盒相比,电路面积可减少34%～68%.此外,在相同的工艺和吞吐率下,与原始的算法相比,采用提出的S盒的SMS4算法硬件资源消耗大大减少,适用于对芯片面积严格限制的场合.     

椭圆曲线加密体制的有限域求模逆算法的改进

本文在整数的扩展欧几里德算法基础上,对椭圆曲线加密体制的有限域求模逆算法作出改进,不仅有效提高了运算速度,使之同时兼容二进制域和素数域,同时也利于硬件实现.     

使用优化的CIOS算法的模运算处理器

为以较小的面积代价实现RSA公钥密码算法及其他一些算法所需的求模、模加、模乘、模幂等运算,该文设计了一种可作为协处理器使用的模运算处理器.运算数据的长度可变,范围从256b到2 048b.采用优化的CIOS(coarselyintegrated operated scanning)算法以加快模乘的速度.充分的流水线设计使得时钟频率可达60MHz,在该工作频率下完成1 024b模幂的时间为57ms.除RAM外的核心电路仅含16 000等效门,在0.35 μm CMOS工艺条件下,包含RAM的电路总面积仅为3.31mm2.该处理器适合用于嵌入式系统,尤其是面积局限性高的系统.     

基于偶次幂因子分解的RSA快速算法

提出了一种基于偶次幂因子分解的RSA快速实现算法的设想,这种算法是针对传统BR算法的缺点实现的,在计算高次幂幂剩余和乘同余时结合采用数据库、偶次幂指数分解的方法进行,通过将指数幂凑成满足2的整数幂来降低汉时重量,减少循环步骤,同时利用偶次幂的对称性提高运算速度．理论分析与实验结果表明该算法与BR算法相比,缩小了近33％的循环步骤,乘法步数平均减少25％,求模的步数平均减少37．4％．     

RSA加密算法改进的研究及实现

RSA算法的安全性依赖于模幂和模乘运算,但是由于模幂运算太耗时间,一直使得RSA算法难以广泛应用,因此如何提高RSA运算中的模幂、模乘运算速度至关重要.对RSA加解密基本原理进行了相应的分析,并结合当前针对RSA算法的攻击手段,提出抵御这些攻击所应考虑的因素,从而对传统的RSA算法进行了进一步的改进.     

一种改进的模逆算法与硬件实现

在公钥密码体系中,无论是RSA密码还是椭圆曲线密码,模逆运算都是非常关键的运算.模逆运算的前提是两数的最大公约数为1,否则结果是没有意义的.基于现有的二进制模逆算法的基础上提出了一种可以同时求最大公约数和进行模逆运算的算法,并且对算法进行优化,用VERILOG HDL语言进行硬件实现.通过功能仿真和FPGA验证,结果表明该设计可以正确进行32～1024 bit的大数模逆运算.该设计应用于一款汽车安全芯片的PKI模块,采用UMC 55 nm工艺进行流片,芯片面积为10 mm2,工作电压3.3 V,钟频率为200 MHz时,功耗约为30.2 mW.     

亏格2超椭圆曲线除子类群的直接算法

针对亏格2超椭圆曲线的情形,从以下三方面改进了NUCOMP算法:(1)用有限域Fq中元素的求逆运算代替NUCOMP算法中的多项式求逆运算;(2)利用Montgomery的求逆技巧将多个元素求逆用一个元素求逆实现;(3)在NUCOMP算法计算中省去了部分多项式的系数计算.实验结果表明,改进后的算法比NUCOMP算法效率显著提高。     

基于改进Montgomery模乘算法的RSA加密处理器的实现

在Montgomery模乘算法改进的基础上，提出了一种实现Montgomery模乘算法的结构，该结构只需使用一个CSA(carry save adder)加法器．与目前使用两个CSA加法器的模乘算法相比，所提出的算法加快了RSA加密处理器的实现，并提高了整个加密系统的时间效率。     

嵌入式RSA加解密处理器

RSA加密是一个运算密集的过程 ,为了 CPU能实时进行处理 ,设计了一种嵌入式 RSA处理器 ,它可以在外部微处理器的控制下完成 RSA加解密运算。设计中采用了适合硬件实现的 CIOS方法 ,在保持硬件规模较小的同时加速模乘运算速度。在设计中还采用了窗口法减少模幂运算过程中所需进行的模乘运算次数 ,大大提高了处理速度。在电路的控制逻辑中 ,采取了流水线操作 ,进一步提高了处理速度。在 2 0 MHz的时钟频率下 ,该处理器完成 10 2 4bit的模幂运算最多只需 16 0 ms。电路规模约为 2 6 0 0 0等效逻辑门 ,适合用于各种嵌入式系统中     

彩色图像的边缘检测

彩色图像的边缘检测算法有很多,但检测结果仍存在细节丢失、抗噪性差的问题。本文提出一种新的彩色图像的边缘检测算法。首先,在RGB空间下,采用矢量梯度算法,分别在三个通道中求出像素的梯度值。然后,采用自适应双阈值算法,对梯度值进行判断,筛选出图像的边缘点。最后,只采用筛选后的边缘点的信息,构造新的模糊矩阵的隶属函数,从而形成新的模糊算法。利用该算法,检测出最终的图像边缘信息。实验证明,该算法得到的图像检测结果,不仅对比度高、边缘连续、细节保存完整,而且具有较强的抗噪性。     

时间表理论中LPT算法在装箱问题中的应用

本文利用二分搜索法和时间表理论中LPT算法求解装箱问题的近似最优解;给出了一个直观性算法,并研究这个算法的最坏情形,最后说明此算法在某些方面优于著名的FFD算法。     

自适应滤波算法综述

基于二阶统计量即相关函数的自适应滤波算法在自适应信号处理中有着 广泛的应用，本文就国内外对这些算法的研究进行了综述。     

EM算法理论及其应用

EM算法是一种迭代算法,主要用来计算后验分布的众数或极大似然估计,广泛地应用于缺损数据、截尾数据、成群数据、带有讨厌参数的数据等所谓的不完全数据的统计推断问题。在介绍EM算法的基础上,针对EM算法收敛速度慢的缺陷,具体讨论了加速EM算法：EMB算法和MEMB算法;针对EM算法计算的局限性,给出了EM算法的推广：GEM和MCEM算法。最后给出了EM的实值实例,结果精确。     

基于老化算法的分布式文件缓存算法

为提升数据检索读的性能, 基于老化算法采取Cache方法, 通过设计合理的缓存结构, 给出一种新的分布式文件缓存算法. 该算法在缓存实现部分, 使用了LRU算法中常用的老化算法, 并将其由一个页面置换算法改进为一个文件缓存替换算法, 且在该过程中完好地继承了老化算法的优点. 评测结果显示了改进方法的有效性.     

几种模式匹配算法的效率分析

分析几种模式匹配算法如KMP、BM、RK、SO。通过上机实验对这些算法的匹配时间进行测试,结果表明在这些模式匹配算法中BM算法是速度最快效率最高的算法。     

一种改进的KR模式匹配算法

在分析BF、KMP和KR等模式匹配算法的基础上提出一种改进的KR算法(IKR),在产生哈希冲突时利用双向比较法进行匹配.实验结果表明,该算法可以快速有效地进行模式匹配.     

排课系统中混合算法的应用研究

排课系统比较复杂又具有智能特点,其算法主要有模拟手工算法、回溯算法、遗传算法、贪心算法等.在软件开发过程中,发挥每种算法优点以提高排课的科学性、高效性和合理性是个重要课题.结合成功研制排课系统的经验,阐述了不同算法的应用,提出了通过所有算法的混合应用解决排课问题的方法.     

基于Bresenham算法的四步画直线算法

通过分析计算机图形学中的画直线的Bresenham算法，以及由此改进的“对称算法”、“二步法”，提出将“对称算法”和“二步法”结合形成“4—点画线算法”，与Bresenham算法相比，该算法可以将画线效率提高近2倍。     

大数快速模幂算法的研究

大数模幂在现代密码学领域有着广泛的应用,它是RSA．ELGamal等公钥密码的基本运算。对目前具有典型代表的各种大数模幂算法进行分析,从基本设计原理和实现角度对这些模幂算法进行分类,归纳并给出了各类算法的实现方法、优缺点和研究现状。