基于素数域上复合运算的快速标量乘算法

底层有限域上点群运算是影响椭圆曲线密码效率的主要因素, 利用混合坐标下快速复合运算2P+Q代替传统的点加运算作为基本计算单元, 对NAF标量乘算法进行改进, 改进后算法与基于最优坐标下的NAF标量乘算法相比, 效率提高7%。通过预计算对标量k进行分段编码, 提出基于复合运算的分段并行标量乘快速算法, 在基点和标量长固定的情况下, 该算法与原有NAF算法相比计算效率提高了46. 5%, 而且改进后算法仅需存储三个预计算点坐标, 存储空间小。     

基于滑动窗的标量乘算法改进

点标量乘法是椭圆曲线密码体制中最耗时的运算,点标量乘法的效率决定了椭圆曲线加密效率。如何优化改进点标量乘算法成为椭圆曲线密码学的研究热点。如何构造最短加法链是点标量乘的一个研究方向。该文在传统的NAF窗口算法的基础上,给出了改进的基于滑动窗的新标量乘算法,新算法在不增加存储量的同时提高了效率。     

抗SPA攻击的快速标量乘法

标量乘法是椭圆曲线密码的基本运算,也是最耗时的运算,其运算效率直接决定着椭圆曲线密码的性能,其安全性直接影响到椭圆曲线密码系统的安全性。设计了基于NAF表示的抗SPA攻击的标量乘法算法。算法迭代体每轮处理标量NAF表示的多‘位’,消除了每轮迭代的能量消耗差异,实现了抵抗SPA攻击的目标。对比分析表明,与以往研究相比,所得算法的效率有较大幅度的提升。同时,所得算法不依赖于任何密码协处理器,具有较好的通用性。     

基于多基表示的滑动窗口椭圆曲线多标量乘算法

标量乘运算从整体上决定了椭圆曲线密码体制的快速实现效率，在一些椭圆曲线公钥密码体制中需要计算多标量乘。多基数链的标量表示长度更短、非零比特数目更少，较好地适用于椭圆曲线标量乘的快速计算。为了提高椭圆曲线密码的效率，在已有的二进制域和素域的标量乘算法的基础上，结合滑动窗口技术、多基算法，提出新的更高效的多标量乘算法。实验结果表明，新算法与传统Shamir算法和交错NAF算法相比，其所需的运算量更少，能有效地提高椭圆曲线多标量乘算法的效率，使多标量乘的运算更高效。相比于其他算法，新算法的计算效率比已有的多标量乘算法提高了约7.9%~20.6%。     

预计算类ECC标量乘算法高速存储控制电路设计

为提升椭圆曲线密码体制中最耗时的标量乘运算的计算速度,解决采用预计算的快速实现算法中数据存储问题,提取分析了NAF窗口算法、固定基窗口算法、固定基comb算法的存储需求和共性特征,设计了适合ECC处理器的统一寻址电路和向量结构的高效访存电路,有效支持目前具有预计算存储需求的典型算法,并使得访存效率和资源利用率大幅提升。在少量资源消耗下,与传统存储结构相比,访问存储性能提升达75%到95%。     

基于伪随机数生成器的标量乘改进算法

标量乘算法是椭圆曲线密码体制中最基本、最耗时的算法,包含点加和倍点两种运算.传统的改进方法通过改造标量表示形式减少非零元位数来降低标量乘中的点加运算次数.为了进一步提高标量乘算法效率,根据标量的生成方式,提出了一种结合伪随机数生成器改进算法.利用斐波那契数列生成器的的循环迭代相加可以将标量乘运算由反复的点加和倍点运算转化为单一的点加运算.实验结果表明,改进算法相比传统的窗口NAF算法能够降低60％以上的运算量.     

椭圆曲线密码中标量乘算法的改进方案

基于椭圆曲线密码，提出了一种快速标量乘算法。此算法通过引入有符号和无符号滑动窗口编码方法，大大减少了标量乘算法中费时的加法运算次数。经理论分析和实验结果表明，运用有符号滑动窗口编码方法比NAF算法和无符号窗口编码方法更有优势，可以使标量乘算法比通常的算法效率提高更多。并且给出了最佳滑动窗口的宽度。     

Montgomery标量乘算法的抗DPA攻击改进算法

标量乘法是椭圆曲线密码算法中最核心的运算,对整个密码体制的效率和安全性具有举足轻重的作用。在对准投影坐标系下实现的Montgomery标量乘算法的安全性进行分析的基础上,结合该算法的特点,提出了一种随机Z坐标的抗DPA攻击改进算法,并利用EDA仿真工具验证了其抗DPA攻击能力。     

ECC抗功率分析攻击的等功耗编码算法

可以抵抗功率分析攻击的椭圆曲线密码算法往往效率较低。针对该问题,将等功耗编码的思想应用到椭圆曲线密码标量乘法运算过程中,通过消除标量乘运算中的功耗差异,掩盖相关密钥信息,达到抵抗功率分析攻击的目的。理论分析结果表明,与二元法抗功耗攻击算法和NAF窗口法抗功耗攻击算法相比,改进算法的执行效率较高。     

椭圆曲线密码中一种多标量乘算法

标量乘和多标量乘是实现椭圆曲线密码体制的核心运算,其运算速度从整体上决定了椭圆曲线密码体制的实现效率.提出了一种多标量乘算法,该算法的基本思想是,将标量用带符号的整数阶乘展开式表示,并结合固定基窗口标量乘算法,使得实现多标量乘算法只需做点加运算即可.这不仅突破了传统求多标量乘算法的模式,而且提高了多标量乘的计算速度.同...     

针对椭圆曲线点乘算法的代数故障攻击

首先通过分析固定梳(comb)点乘算法和窗口非相邻型(NAF)点乘算法,提出了一种代数故障攻击算法,可以恢复椭圆曲线密码算法的全部私钥。代数故障攻击算法在执行过程中不会被检测出来,遇到全零块也不会使攻击失效。然后通过软件仿真分别实现了对两种点乘算法的攻击,攻击的参考椭圆曲线为商用密码SM2算法提供的素数域曲线。攻击comb点乘算法需要13min,攻击窗口NAF点乘算法需要18min,并且都恢复了256比特长的私钥。而差分故障攻击方法不能攻击comb点乘算法,也容易遭受"故障检测"和"零块失效"的威胁,使得攻击失败。实验结果表明,代数故障攻击可以对有预计算的点乘算法实现高效攻击,健壮性强。     

一种安全高效的椭圆曲线密码抗功耗攻击算法

功耗攻击由于实现简单、攻击效率高已成为当前密码芯片最具威胁的攻击手段之一.为有效解决安全和效率两方面的矛盾,通过将椭圆曲线密码标量进行带符号阶乘展开式编码,并利用折半运算提高标量乘法运算效率,然后结合基点掩码实现抵抗功耗攻击,从而给出一种安全高效的抗功耗攻击椭圆曲线密码算法.算法的安全性及效率分析结果表明,所给抗功耗攻击算法不仅可以抵抗各种功耗攻击,并且与传统抗功耗攻击算法相比,新算法的运算效率提高了24.85％～ 25.73％,在各类资源受限的应用系统中具有较好的应用价值.     

NAF编码方法的分析与应用

椭圆曲线群的标量乘法速度决定着椭圆曲线密码体制的速度,而指数的重编码在标量乘法中起着重要的作用。文章分析了几种NAF编码算法的等价性,并给出了一种基于从左到右的NAF编码方法的标量乘法算法。该算法在速度不降低的情况下,可以减少存储空间的需求,适合于在资源受限的设备中使用。     

SM2算法软件实现的安全性分析与防护

国家商用密码标准SM2是以椭圆曲线密码学为基础的公钥密码体制,在软件实现的过程中可能面临敏感数据侧信道泄露的风险.为了提高SM2算法在实际应用中的安全性,针对基于多精度整数和有理算术C语言库(MIRACL)的SM2软件实现,利用缓存计时攻击方法进行了分析.提出监测地址的选取策略,尽可能避免因缓存块大小、时间精度以及数据预取技术带来的误差,并根据泄露点提出改进的固定时长防护方案.实验表明,在以同样方式实施的缓存计时攻击条件下,固定时长的标量乘函数比MIRACL库提供的标量乘函数能够更好地保护SM2中的敏感数据.说明基于MIRACL函数库实现的SM2算法需要采取必要的防护手段,才能具备抵御缓存计时攻击的安全性.     

NAF标量乘算法的改进

影响椭圆曲线加密效率的主要因素是椭圆曲线上的动点标量乘法和定点标量乘法,针对定点的标量乘法已经有了很好的算法,然而,动点的标量乘法还有待提高,NAF算法是目前存在的最优的动点标量乘算法。首先对NAF算法进行分析,指出传统NAF算法的不足,再利用m—ary算法和滑动窗口算法的思想,将K的NAF二进制表示变成NAF的2^r进制表示,计算时滑过值为0的位,并将要处理的数划为（2^r）th（h为奇数）。理论和实践证明,已做到能进一步减少椭圆曲线上点加的次数,大大提高椭圆曲线加密的效率。     

椭圆曲线密码中抗功耗分析攻击的标量乘改进方案

椭圆曲线标量乘法运算是椭圆曲线密码(ECC)体制中最主要的计算过程,标量乘法的效率和安全性一直是研究的热点。针对椭圆曲线标量乘运算计算量大且易受功耗分析攻击的问题,提出了一种抗功耗分析攻击的快速滑动窗口算法,在雅可比和仿射混合坐标系下采用有符号滑动窗口算法实现椭圆曲线标量乘计算,并采用随机化密钥方法抵抗功耗分析攻击。与二进制展开法、密钥分解法相比的结果表明,新设计的有符号滑动窗口标量乘算法计算效率、抗攻击性能有明显提高。     

改进椭圆曲线密码体制在SET协议中的应用

在电子商务中,安全电子交易（SET）协议作为目前安全性较高的协议之一,解决了一定的安全问题.然而,由于SET加解密方案安全强度不足,其安全性逐渐受到人们的怀疑.由此,提出一种改进的椭圆曲线密码体制用于替代原有私钥加密算法,提高协议的速度、性能及安全性.针对ECC加解密过程中点乘法运算耗时较多而影响数据加解密速度的问题,通过对几种改进的数乘算法进行比较,提出一种改进的NAF算法.比较可得出改进算法相对于现有算法拥有更好的时间复杂度并使用更少的计算资源.同时融合使用MD5哈希生成算法进一步提高了现有椭圆曲线密码体制的安全性.