RSA密码系统有效实现算法

大整数模幂乘运算一直是制约RSA广泛应用的瓶颈,在对传统算法剖析的基础上,提出了一种新的快速模乘算法,借鉴生成Wallace tree的思想,结合查找表和并行乘法运算进行RSA模幂运算。理论分析和试验证明新算法时间复杂度降低到O(logn)。     

动态组合RSA算法

大整数模幂乘运算一直是制约RSA广泛应用的瓶颈，研究该课题具有重要的实际意义。提出了一种新的动态组合RSA算法。该算法在运用SMM算法和2k进制算法的基础上，结合模n和可变底数a对指数m动态取最优的幂后进行模幂乘运算。理论分析和试验证明新算法的最优时间复杂度可达到O（ln^2n）。     

RSA模乘器硬件优化设计

在分析RSA算法的基础上，着重对核心的模乘运算进行了优化，并在FPGA上对改进后的模乘算法以及1024位的RSA密码算法进行了仿真。实验结果表明，优化效果较为理想。本文涉及RSA模乘器能够较好地满足现代电子政（商）务，变电站远程通讯等应用系统的实时性要求，具有良好的应用前景。     

第一寄存器小Qubit量子计算攻击RSA研究

提出了针对RSA的小Qubit量子攻击算法设计,量子攻击的第一量子寄存器所需的Qubit数目由原先至少2L降低到L1,总体空间复杂度记为(L1,L),其中2L1≥r,r为分解所得周期。由于第一寄存器量子比特数的减少,降低了算法复杂度和成功率,且改进原算法中模幂计算,提升运算速率。改进攻击算法的量子电路的时间复杂度为T=O(2L2)。在时间复杂度和空间复杂度上都有明显的进步。改进算法的成功率降低了,但实际成功求解时间,即每次分解时间/成功率,依然低于 Shor 算法目前的主要改进算法。完成了仿真模拟实验,分别用11、10、9 Qubit成功分解119的量子电路。     

基于Miller-Rabin素性检测的多项式分解算法

通过将Miller-Rabin素性检测的思想拓展到多项式域，随机二分搜索可应用到多项式分解中。并以此为基础，分别针对有限域和代数数域改进了两种概率性算法。第一种算法在有限域上每次分解模素数的多项式的失败概率最多为1/4；第二种算法在代数数域上每次分解模素理想P的多项式的失败概率最多为1/2，当代数数域为偶数次扩展或者P|( p)满足 p为素数且4|p-1的形式时，失败概率至多为3/8。和原有算法相比较降低了失败概率。这两种算法都在分解之前进行了素性判断，这一特性可用于生成不可归约多项式。在讨论代数数域情况时，给出了完整的多项式运算的时间复杂证明，弥补了代数数域内多项式计算理论模型上的空白。     

面向Android的RSA算法优化与二维码加密防伪系统设计

面向Android智能手机终端,研究设计了移动二维码加密防伪系统,其加密模块基于RSA算法。为解决RSA算法在移动终端的运行效率问题,结合 Monte Carb型概率算法与Miller-Rabin素数测试优化策略得到快速随机强素数算法以提高RSA算法的初始化及加密效率,并且采用MMRC解密算法来优化RSA解密过程,还引入了M-ary算法来对RSA算法过程中所进行的模幂运算进行优化计算。通过以上3个方面优化的实现,200次对比实验表明,改进的RSA算法在Android加密防伪模块中的执行效率比原有算法有明显提升。     

公开密钥算法芯片的设计与实现

以RSA算法为例,探讨公钥密码处理芯片的设计与优化。首先提出公钥密码芯片实现中的核心问题,即大整数模幂运算算法和大整数模乘运算算法的实现;然后针对RSA算法,提出Montgomery模乘算法的CIOS方法的一种新的快速硬件并行实现方法,其中采用加法与乘法并行运算以及多级流水线技术以提高性能,较大地减少乘法运算时间,显著提高模乘器的运算性能。     

模n的大整数幂乘的一种快速算法

在RSA公钥密码体制中，要提高模n的大整数幂乘的运算效率，主要是解决两个方面的问题：（1）大整数的算术运算，特别是大整数的乘除法；（2）降低幂模运算的实际次数。文章从这两个方面进行研究，实现了大整数幂乘的一种快速计算。并给出了关键部分的算法，分析了算法的效率。     

基于RSA的概率公钥密码的研究

针对目前概率密码普遍存在加解密效率低、数据膨胀率高等问题,文章以两种基于RSA的概率加密算法为例,在不降低它们安全性的基础上分别对它们进行了改进。改进后的第一种算法针对一种基于RSA的随机数加密算法进行讨论,将大量的模幂运算替换为模乘运算,提高了加解密效率。改进后的第二种算法针对一种基于RSA的多密钥双模数算法进行讨论,将大量模幂运算改为异或运算,同时保留了概率加密安全性高的特点。     

高效加密预计算RSA算法实现方法

本文提出了一种随机预先计算RSA算法。实验结果表明,相比原始公钥密码算法RSA17次模n乘法运算复杂度,随机预先计算RSA算法计算复杂度只需4次模n乘法运算,揭示了预计算RSA算法的加密时间复杂度小,在很大程度上提高了加密速度,有利于实践应用。     

Radix-8 Booth译码Montgomery模乘的RSA算法的设计和硬件实现

提出一种使用Radix-8 Booth译码的Montgomery模乘算法,进一步减少了模乘的中间乘积项个数,提高了模乘的速度.并给出基于该模乘算法的1024位RSA加密硬件的实现方案,其加密速度可达到采用普通Montgomery模乘的RSA加密方案的2倍.在设计方法上使用基于系统级算法的快速设计流程,在系统级设计阶段确定模乘和RSA整体算法的实现方案,并对其评估及优化,缩短了RTL阶段的设计时间,加快了设计思想到硬件实现的转化.实现方案在自行设计的FPGA开发板上通过验证,并进一步转换为ASIC设计综合.     

基于高基阵列乘法器的高速模乘单元设计与实现

蒙哥马利模乘算法是最适合硬件实现的模乘算法,被应用在RSA密码和ECC密码的协处理器设计中.目前性能最高的是高基蒙哥马利模乘算法,分析了高基蒙哥马利算法的实现,提出了一种新的基于高基阵列乘法器的Montgomery模乘高速硬件实现结构,基于这种结构位长为n的比特模乘仅需要约n/w+6个时钟周期,该结构设计的电路只与最小单元有关,在硬件实现时可以大大提高频率,并提高设计的性能,可以设计高速的RSA和椭圆曲线密码大规模集成电路.     

基于余数系统蒙哥马利模乘器的RSA密码算法

当前RSA密码算法无法实现RSA加解密阶段大数模乘运算,因此提出基于余数系统蒙哥马利模乘器的RSA密码算法。依据余数系统模计算性能优势,构建二进制数值表示形式与运算法则表达式。采用Xilinx Virtex-Ⅱ平台与双模式乘法器,创建余数系统蒙哥马利模乘器硬件部分,通过四状态调度控制器控制模乘器。基于模乘器算术逻辑单元,完成算法中的乘法与乘累加运算。根据蒙哥马利模乘去除取模阶段的除法运算形式,运用模乘因子界定基转换算法,并采取一种近似方法将除法运算替换为移位操作,依据数据依赖关系对算法性能与芯片面进行折中处理,通过改变特殊基完成RSA密码算法构建。仿真结果表明,研究算法素数采集速率与加密速率高,算法执行时间短,加密效果更好。     

一种改进的RSA加密算法设计与实现

针对RSA加密算法的加密速度进行了研究,在大数模幂、模乘和平方等运算上作了改进,提高了RSA加密算法的执行效率.最后在模拟环境中对该改进算法进行了测试.     

一种Montgomery模幂乘硬件流水线实现算法

文章提出了一种基于Montgomery算法的模幂乘硬件流水线实现算法,该算法的核心是把模N乘上一个系数,使倍增后的模之低若干位(二进制)全为1,然后用倍增后的模进行Montgomery算法模幂乘运算。采用该算法,可以设计出用于实现RSA的高频流水线运算部件。     

Montgomery算法在ARM上的快速实现

Montgomery算法作为一种快速大数模乘算法,常被应用于RSA、ElGamal等公钥密码算法的基本运算。但是很少有文章对其进行具体理论分析。本文对Montgomery算法进行了深入的剖析,系统地进行了理论推导,并提出了针对ARM7芯片的优化实现方案。采用该方案可以使RSA算法的运行速度有很大提升。     

一种Montgomery模乘算法的改进方案及实现

在RSA密码体系中,常用Montgomery算法进行快速模乘运算,该文提出了一种Montgomery模乘算法的硬件改进方案,该方案通过减少一个加法器和一个移位寄存器并预先计算两个值,从而大大减少了硬件电路的复杂性,并加快了硬件的加、解密速度。