[发明专利]免除Toom-Cook的处理装置和基于其的模乘获取方法

说明书

本发明提出一种免除Toom‑Cook的处理装置和基于其的模乘获取方法，其中，装置包括：第一预处理器，第一预处理器用于对输入的第一操作数进行预处理，以获取至少一个第一乘数因子；第二预处理器，第二预处理器用于对输入的第二操作数进行预处理，以获取至少一个第二乘数因子；乘法器，乘法器的输入端分别与第一预处理器和第二预处理器相连，乘法器用于对至少一个第一乘数因子和至少一个第二乘数因子进行乘积运算，以获取至少一个部分积；插值器，插值器的输入端与乘法器的输出端相连，插值器用于对至少一个部分积进行处理，以获取第一操作数、第二操作数和预设系数的乘积，实现Toom‑Cook算法的免除运算以提高整体效率。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种免除Toom-Cook的处理装置和基于其的模乘获取方法。

背景技术

随着信息安全的快速发展，基于数学难题的公钥密码体制得到了广泛应用。大数模乘算法广泛地应用于信息安全密码算法的运算，它的性能直接决定着RSA和ECC(ErrorCorrecting Code，错误检查和纠正)等公钥密码算法芯片的性能。

相关技术中，蒙哥马利Montgomery模乘算法的加速会在乘法单元的设计中采用Karatsuba算法，对采用256为单元乘法器的设计而言，1024位的乘法器在Karatsuba算法中需要9个单元乘法器，而Toom-Cook算法需要7个；4096位的乘法器在Karatsuba算法中需要81个单元乘法器，而Toom-Cook算法仅需要49个单元乘法器。但是，Toom-Cook算法本身需要一个固定除数的除法，限制了并行度与整体效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种免除Toom-Cook的处理装置，实现Toom-Cook算法的免除运算以提高整体效率。

本发明的第二个目的在于提出一种基于免除Toom-Cook处理装置的模乘获取方法。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种方法免除Toom-Cook的处理装置，包括：第一预处理器，所述第一预处理器用于对输入的第一操作数进行预处理，以获取至少一个第一乘数因子；第二预处理器，所述第二预处理器用于对输入的第二操作数进行预处理，以获取至少一个第二乘数因子；乘法器，所述乘法器的输入端分别与所述第一预处理器和第二预处理器相连，所述乘法器用于对所述至少一个第一乘数因子和所述至少一个第二乘数因子进行乘积运算，以获取至少一个部分积；插值器，所述插值器的输入端与所述乘法器的输出端相连，所述插值器用于对所述至少一个部分积进行处理，以获取所述第一操作数、所述第二操作数和预设系数的乘积。

根据本申请的一个实施例，所述第一预处理器和所述第二预处理器分别包括四个算术位移与取反模块和一个求和模块，其中，所述四个算术位移与取反模块并联后与所述求和模块串联。

根据本申请的一个实施例，在将所述第一操作数和所述第二操作数分别输入至所述第一预处理器和所述第二预处理器之前，对所述第一操作数和所述第二操作数分别按照二进制位从低到高等分为4段。

根据本申请的一个实施例，所述插值器包括：七个因子乘法模块、七个移位模块和一个求和模块，其中，每个所述因子乘法模块与一个所述移位模块串联后与所述求和模块相连。

根据本申请的一个实施例，还包括：寄存器，所述寄存器分别设置于所述第一预处理器和所述乘法器之间、所述第二预处理器和所述乘法器之间、所述乘法器和所述插值器之间和所述插值器之后。

根据本申请通过免除Toom-Cook的处理装置，使得利用免除Toom-Cook的处理装置的大整数进行乘积计算，且在计算过程中无需执行除法运算，大大提升了运算效率。