基于比特重组快速模约简的高面积效率椭圆曲线标量乘法器设计

基于比特重组快速模约简的高面积效率椭圆曲线标量乘法器设计

TN918; 针对现有椭圆曲线密码标量乘法器难以兼顾灵活性和面积效率的问题,该文设计了一种基于比特重组快速模约简的高面积效率标量乘法器.首先,根据椭圆曲线标量乘的运算特点,设计了一种可实现乘法和模逆两种运算的硬件复用运算单元以提高硬件资源使用率,并采用Karatsuba-Ofman算法提高计算性能.其次,设计了基于比特重组的快速模约简算法,并实现了支持secp256k1,secp256r1和SCA-256(SM2标准推荐曲线)快速模约简计算的硬件架构.最后,对点加和倍点的模运算操作调度进行了优化,提高乘法与快速模约简的利用率,降低了标量乘计算所需的周期数量.所设计的标量乘法器在55 nm CM...

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Veröffentlicht in:电子与信息学报 2024, Vol.46 (1), p.344-352
Hauptverfasser: 刘志伟, 张琦, 黄海, 杨晓秋, 陈冠百, 赵石磊, 于斌
Format: Artikel
Sprache:chi
Online-Zugang:Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:TN918; 针对现有椭圆曲线密码标量乘法器难以兼顾灵活性和面积效率的问题,该文设计了一种基于比特重组快速模约简的高面积效率标量乘法器.首先,根据椭圆曲线标量乘的运算特点,设计了一种可实现乘法和模逆两种运算的硬件复用运算单元以提高硬件资源使用率,并采用Karatsuba-Ofman算法提高计算性能.其次,设计了基于比特重组的快速模约简算法,并实现了支持secp256k1,secp256r1和SCA-256(SM2标准推荐曲线)快速模约简计算的硬件架构.最后,对点加和倍点的模运算操作调度进行了优化,提高乘法与快速模约简的利用率,降低了标量乘计算所需的周期数量.所设计的标量乘法器在55 nm CMOS工艺下需要275 k个等效门,标量乘运算速度为48 309次/s,面积时间积达到5.7.
ISSN:1009-5896
DOI:10.11999/JEIT221446