[发明专利]一种椭圆曲线密码的点加/点倍的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及椭圆曲线密码技术领域，尤其是涉及一种椭圆曲线密码的点加/点倍运算的实现方法。

背景技术

椭圆曲线密码(E1lipticCurveCryptography，ECC)体制因其单比特安全强度远超过RSA系统，被公认为是公钥密码未来的发展方向。ECC的层次结构自上而下可以分4层，分别为：(1)应用层的顶层协议，具体包括密钥交换、数据加/解密、数字签名、签名认证等应用协议。(2)群运算层的点乘算法，主要有Double-and-Add、Montgomery、窗口NAF等多种点乘调度算法。(3)曲线层的点加调度算法和点倍调度算法，主要涉及到仿射坐标系和不同投影坐标系下点加/点倍算法的不同表现形式。(4)有限域层的模运算，主要有模加、减算法和模乘算法。

椭圆密码曲线算法的底层运算单元是模乘、模加和模减。有了这三个基本单元，就可以实现椭圆密码曲线算法，但是仅靠这三个基本单元实现的椭圆密码曲线算法的速度比较慢。为了进一步的提高椭圆曲线算法的运算速度，需要把软件实现的点加/点倍算法改成硬件实现。然而现有技术中协处理器的硬件实现点加/点倍，都是通过设计状态机来实现的，为了要实现双域的点加/点倍，一共需要设计四个状态机，如果用逻辑来实现四个状态机，则会导致状态机的控制逻辑复杂，而且实现面积庞大。

发明内容

本发明的目的在于设计一种椭圆曲线密码的点加/点倍运算的实现方法，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种椭圆曲线密码的点加/点倍运算的实现方法，采用FIFO存储器作为指令存储器；包括如下步骤：

步骤101，判断所述FIFO存储器中的存储数据是否已满；

步骤101.1，若所述FIFO存储器中的存储数据已满，则重新判断；

步骤101.2，若所述FIFO存储器中的存储数据未满，执行步骤102；

步骤102，判断所述FIFO存储器中是否包含FIFO指令；

步骤102.1，若所述FIFO存储器中已包含所述FIFO指令，则执行步骤103；

步骤102.2，若所述FIFO存储器中未包含所述FIFO指令，则在所述FIFO存储器中逐条的写入所述FIFO指令，执行步骤103；

步骤103，所述FIFO存储器执行所述FIFO指令，实现椭圆曲线密码的点加/点倍运算。

优选的，所述FIFO存储器为16个。

优选的，所述FIFO存储器为带有32位长度FIFO指令的存储器。

优选的，所述FIFO指令包括模乘指令、模减指令和模加指令。

优选的，所述步骤103中，当所述FIFO存储器执行完毕所述FIFO指令时，将所述FIFO存储器中的一个寄存器的标志位拉高，作为结束标识，当所述FIFO存储器未执行完毕所述FIFO指令时，继续执行所述FIFO指令。

FIFO即先入先出队列。FirstInputFirstOutput的缩写，先入先出队列，这是一种传统的按序执行方法，先进入的指令先完成并引退，跟着才执行第二条指令。

本发明的有益效果可以总结如下：

通过本发明实现了点加/点倍的高速运算，本发明将点加/点倍中的模乘、模加和模减三个基本操作设计成基本指令；专有指令和FIFO相结合的方式来共同实现点加/点倍的操作；然后由CPU按照点加/点倍的指令顺序，把指令存到FIFO存储器中；FIFO存储器，按照先入先出的原则顺序执行指令；实现了本发明在硬件上，只需有模乘、模加和模减这三个基本单元；软件上，由于协处理直接处理基本指令，减少了软件的等待时间，CPU可以并行处理一些别的事务。本发明在较少硬件资源条件下能满足椭圆曲线密码双有限域点加/点倍高速运算。通过本发明最大程度的优化了硬件资源，大大的提高了运算速度。

附图说明

图1为本发明FIFO存储器的结构示意图。

图2为本发明的椭圆曲线密码的点加/点倍运算的实现方法的流程图。

图3为本发明的椭圆曲线密码的点加/点倍运算的实现后的仿真波形图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。