【摘 要】
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在全球信息化持续高速发展的今天,信息泄露事件频发使得信息安全成为人们急需解决的问题之一。RSA算法作为一种非对称算法,凭借技术成熟,安全性高的特点在信息安全领域得到了广泛应用。然而面对日益增多的安全需求以及计算机算力的不断提高,RSA算法需要采用大位宽密钥保证安全性的同时加密更多信息,但是大位宽密钥会显著降低加解密的效率。因此,RSA算法进一步发展的瓶颈在于提升计算速度和吞吐量,针对这两方面研究的
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在全球信息化持续高速发展的今天,信息泄露事件频发使得信息安全成为人们急需解决的问题之一。RSA算法作为一种非对称算法,凭借技术成熟,安全性高的特点在信息安全领域得到了广泛应用。然而面对日益增多的安全需求以及计算机算力的不断提高,RSA算法需要采用大位宽密钥保证安全性的同时加密更多信息,但是大位宽密钥会显著降低加解密的效率。因此,RSA算法进一步发展的瓶颈在于提升计算速度和吞吐量,针对这两方面研究的RSA加速器具有十分重要的现实意义。对比软件实现,硬件实现能提供更好的加速效果,其中FPGA作为硬件平台具有并行度高,灵活性强,逻辑资源丰富等优点,非常适合高性能RSA加速器的实现。为了实现高性能的RSA加速器,本文做了以下的研究工作:1.针对RSA算法大位宽的问题,本文改进基于中国剩余定理的RSA算法,降低计算数据的位宽,提高RSA加解密效率。2.针对RSA算法如何抵御常见密码学攻击的问题,本文提出基于随机伪操作和指数掩码的抗攻击方案,提高模幂计算的抗攻击性。3.针对RSA算法的核心计算模乘计算时间长并行度低的问题,本文从算法层面提出可变分段并行蒙哥马利模乘算法,降低乘法器的位宽并且提供更好的灵活性和更高的并行度,同时结合硬件电路层面的多并行电路,减少迭代次数,提高RSA加速器的性能。4.最后,本文基于Xilinx FPGA实现高性能的RSA加速器,核心模乘和整体RSA计算的性能同其他文献相比有提升。
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