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橢圓曲線密碼體制的數(shù)字簽名算法

資 源 簡 介

隨著計算機運算速度的提高和計算機網(wǎng)絡的發(fā)展,基于離散對數(shù)問題和大整數(shù)因子分解問題的數(shù)字簽名算法越來越不能滿足信息安全的需要。為了滿足信息安全的要求,安全性依賴于橢圓曲線離散對數(shù)困難問題(ECDLP)的橢圓曲線密碼體制是當前密碼學界研究的熱點之一?,F(xiàn)有的求解ECDLP的算法都是全指數(shù)時間復雜度的算法。由于專用集成電路具有速度快、性能好、安全性高等優(yōu)勢,使得采用專用集成電路來實現(xiàn)橢圓曲線密碼體制己成為主要趨勢。因此,本課題著眼于應用,針對基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法的FPGA實現(xiàn)進行了較為深入的探討與研究。 本課題從實際應用的需要出發(fā),以初等數(shù)論、有限域理論、數(shù)字簽名技術和橢圓曲線理論為依據(jù),確定了如下基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法的硬件實現(xiàn)方案:首先,對實現(xiàn)基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法所需的算法和技術進行了剖析和系統(tǒng)設計。然后,按照層次化、模塊化的設計思想,在Xinlinx公司的ISE 7.1工具中,采用硬件描述語言VHDL作為設計輸入,對各運算器和控制模塊進行電路設計;采用Menter公司的ModelSim SE 6.2b工具對之進行功能仿真,以保證底層設計的正確性。最后,在確保每個模塊的設計正確的前提下,完成電路的總體設計,再進行總體設計的仿真與測試。 本課題對Schnorr數(shù)字簽名算法的改進,實現(xiàn)了比未改進前的Schnorr數(shù)字簽名算法平均節(jié)省三分之一的運行時間。對基于橢圓曲線數(shù)字簽名算法的設計也獲得了良好的指標:產生簽名只需要1ms多的時間,驗證簽名也需要不到3ms。本課題的研究對實現(xiàn)電子交易安全方面有重要的作用,尤其是在密鑰分配、電子貨幣、電子證券、電子商務和電子政務等領域都有重要的應用價值,其成果具有廣泛的應用前景。

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