本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的RSA快速加密算法的改進(jìn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,信息化時(shí)代的來(lái)臨,各種信息泄露頻繁發(fā)生,信息安全成為信息時(shí)代人們最關(guān)注的問(wèn)題之一。如何在保證信息安全的前提下RSA加密算法能夠快速實(shí)現(xiàn)加密,具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義,本文正是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題展開(kāi)的研究。通過(guò)對(duì)RSA加密算法的研究,本文從算法改進(jìn)和硬件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面來(lái)提高加密的速度。算法改進(jìn)方面,首先,對(duì)RSA加密算法研究分析,加密過(guò)程實(shí)際上是模冪運(yùn)算的過(guò)程。通過(guò)對(duì)幾種快速模冪算法的研究和對(duì)比分析,確定采用適合硬件加密的R-L模式高進(jìn)制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)快速模冪運(yùn)算,這樣就將模冪運(yùn)算轉(zhuǎn)換成了模乘運(yùn)算。其次,對(duì)幾種快速模乘算法的分析,確定采用適合在硬件中實(shí)現(xiàn)的Montgomery模乘算法。最后,對(duì)R-L模式的高進(jìn)制算法、Montgomery模乘算法和SMM優(yōu)化算法在加密處理過(guò)程進(jìn)行了分析,確定了這三種算法在加密過(guò)程中從不同方面對(duì)加密算法均有優(yōu)化作用。將這三種算法融合應(yīng)用到加密算法中,提出了改進(jìn)的RSA加密算法。硬件實(shí)現(xiàn)方面,FPGA擁有豐富的硬件資源,十分適合利用并行和流水線技術(shù)處理數(shù)據(jù)。首先,本文對(duì)加密模塊進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)和整體流程設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出了多路并行和單路流水線的整體流程。其次,設(shè)計(jì)出大數(shù)的加、減、乘模塊以及模乘模塊。再次,利用仿真軟件Modelsim對(duì)設(shè)計(jì)的加、減、乘模塊以及模乘模塊進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了模塊功能的正確性,得出了各個(gè)模塊運(yùn)算的時(shí)延和處理速度。最后,利用流水線處理速度這一指標(biāo)估算出加密系統(tǒng)的最慢速度和延遲,通過(guò)對(duì)比分析得出該加密系統(tǒng)的加密速度優(yōu)于其他系統(tǒng)的加密速度,實(shí)現(xiàn)了快速加密,在FPGA上最終快速實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的RSA加密算法。
【關(guān)鍵詞】：RSA 加密 模冪算法 Montgomery 模乘算法 FPGA
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN918.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究的背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文所做的主要內(nèi)容13
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)框架13-15
• 第2章 主要研究的算法15-29
• 2.1 RSA算法描述15-16
• 2.2 快速模冪算法的研究和分析16-23
• 2.2.1 二進(jìn)制算法16-19
• 2.2.2 高進(jìn)制算法（2k算法）19-21
• 2.2.3 滑窗算法21-23
• 2.3 快速模乘算法23-27
• 2.3.1 蒙哥馬利模乘算法23-25
• 2.3.2 蒙哥馬利余數(shù)域25-27
• 2.4 SMM算法27-29
• 第3章 RSA加密算法的改進(jìn)29-33
• 3.1 RSA加密算法的改進(jìn)思路29-30
• 3.2 改進(jìn)的RSA加密算法30-32
• 3.3 改進(jìn)的RSA加密算法的優(yōu)勢(shì)32-33
• 第4章 改進(jìn)算法的硬件實(shí)現(xiàn)33-63
• 4.1 加密模塊的整體設(shè)計(jì)33-34
• 4.2 硬件實(shí)現(xiàn)的總體流程設(shè)計(jì)34-39
• 4.3 RSA加密模塊的組成模塊設(shè)計(jì)39-43
• 4.3.1 頂層控制模塊RSA_TOP39
• 4.3.2 模冪模塊39-40
• 4.3.3 SMM優(yōu)化模塊40
• 4.3.4 模乘模塊40-41
• 4.3.5 FIFO模塊41-42
• 4.3.6 存儲(chǔ)模塊42
• 4.3.7 大數(shù)的基本運(yùn)算模塊42-43
• 4.4 硬件實(shí)現(xiàn)和仿真分析43-63
• 4.4.1 大數(shù)的表示和存儲(chǔ)43-44
• 4.4.2 大數(shù)的基本運(yùn)算加減乘44-55
• 4.4.3 大數(shù)的Montgomery模乘55-60
• 4.4.4 加密實(shí)現(xiàn)及其分析60-63
• 第5章 總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 附錄69-73
• 致謝73-74
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果74

【相似文獻(xiàn)】

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