随着互联网的发展，网络为人们提供了极大的便利。但由于构成Internet的TCP／IP协议本身缺乏安全性，提供一种开放式的环境，网络安全成为一个在开放式环境中必要的技术。网络安全包括两层内容：其一是网络资源的安全性，其二是数据交换的安全性。想要真正实现互联网上数据交换与信息传输的安全，就必须满足机密性、真实性、完整性、不可抵赖性。公开密钥加密法作为数学密码理论与技术，可以为互联网上交换数据提供安全的加密通道。 本文从以下几个方面对公钥密码体制及算法实现进行了探讨。 首先，引入一种新的密码算法——基于中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem，CRT)的矩阵覆盖(Matrix Cover，MC)公钥密码体制(以下简称为CRT-MC)，并通过对此密码算法进行安全性和设计参数的分析，得出结论：此算法不仅在加密速度上的优越性是显然的，同时是安全的密码算法，可以有效的对抗各种攻击。接着基于CRT-MC密码算法，详细讨论了加密和解密过程的硬件、软件实现，并重点讨论了长整数的乘法、加法以及取模、求平方根等的实现。 其次，针对CRT-MC密码算法加密部分，给出了基于计算机、专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)以及系统级芯片(System-on-Chip，SOC)三种加密系统实现方案。基于计算机的加密系统所有加密工作均通过软件实现，文中给出了主程序和加密函数算法的流程实现。基于ASIC的加密系统，外部CPU执行主程序和完成数据通讯工作，ASIC芯片实现加密计算，文中讨论了ASIC芯片的加密算法并在RTL级实现了ASIC芯片。而基于SOC的加密系统，数据通讯和加密计算都在一块SOC芯片中实现，文中讨论了SOC芯片的主程序流程、MC计算单元的RTL实现。 最后，通过对三种方案的仿真测试，对比了执行时间和灵活性，并得出结论：由于CRT-MC密码算法的特点，采用硬件和软件协同设计的SOC加密系统是非常灵活和快速的。