【摘 要】
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随着计算机与电子通信技术的高速发展,数据安全传输变得越发重要。密码技术是中国三大安全核心技术之一,其对于信息的安全传输提供了有力的保障,在我国信息安全方面发挥了重要作用。2010年12月17日国家密码管理局发布的SM2算法基于椭圆曲线体系,该算法加密速度快、安全性高且资源消耗少,因此在多个领域使用SM2算法替换RSA算法。本文从密码学基本原理出发,详细介绍了密码学中有限域及椭圆曲线体系相关基础知识
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随着计算机与电子通信技术的高速发展,数据安全传输变得越发重要。密码技术是中国三大安全核心技术之一,其对于信息的安全传输提供了有力的保障,在我国信息安全方面发挥了重要作用。2010年12月17日国家密码管理局发布的SM2算法基于椭圆曲线体系,该算法加密速度快、安全性高且资源消耗少,因此在多个领域使用SM2算法替换RSA算法。本文从密码学基本原理出发,详细介绍了密码学中有限域及椭圆曲线体系相关基础知识,其主要包括素数域基础、二进制域基础、椭圆曲线的定义及其基本概念以及椭圆曲线体系内的点运算。然后对SM2加密算法进行分析,介绍SM2加密算法中所需的多种子算法。最后针对SM2加密算法的各个子算法进行硬件实现并对其进行仿真与验证。本文使用Verilog硬件描述语言对SM2加密算法进行硬件设计。根据SM2加密算法设计了以下模块:有限域运算层中的模加模块、模减模块、模乘模块以及模逆模块;椭圆曲线体系中的点加模块、倍点模块以及点乘模块;SM2算法加密过程中的密钥派生模块以及SHA-256算法模块。其中SM2加密算法及其子模块主要采用状态机的设计方法。SHA-256算法模块可支持流水线运算具有较高的吞吐率。本文在完成硬件设计后对于上述模块进行仿真与验证。仿真结果表明该设计需要65666等效逻辑门,其可在52.2Mhz的频率下完成素数域中的加密运算。
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