面向公钥密码体系的大数相除快速算法

模运算是公钥密码学的一种基本运算。做模运算前提需要做除法运算,因此除法运算也是密码学的基本运算。大整数除法的运算速度是影响公钥密码体系中效率的关键因素。针对大数相除问题,提出大数相除的快速改进算法,其基本思想是,以空间换取时间。首先,通过建立预处理表,减少试除法中大数乘法的次数,从而高效快速得出商值;然后,运用窗口滑动方法来提高大数减法的速度。实验结果表明,该算法可以提高密码学算法的运算效率。算法时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(n)。     

RSA算法的一种快速软件实现

RSA算法是基于数论的公开密钥密码体制。RSA算法已经成为现在最流行的公钥加密算法和数字签名算法之一。RSA算法的加密、解密操作要进行十进制位数达百位以上的大数运算，实现难度大，运算时间长。而影响其运算速度的主要因素是大数乘幂算法和取余算法。本文提出一种改进大数乘幂算法和取余算法，并加以实现，该算法可以提高RSA算法的运算速度。     

公钥密码中大数模幂的并行窗口算法

模乘幂运算是公钥密码体制中最常用的基本运算,提高其运算速度可有效地提高公钥密码算法的加解密效率。该文给出一种大数模乘幂的并行窗口算法,并对在曙光-2000上进行实验所得的数据进行了分析,结果表明算法是有效的。     

基于实数域扩散离散Chebyshev多项式的公钥加密算法

将Chebyshev多项式与模运算相结合,对其定义在实数域上进行了扩展,经过理论验证和数据分析,总结出实数域多项式应用于公钥密码的一些性质.利用RSA公钥算法和EIGamal公钥算法的算法结构,提出基于有限域离散Chebyshev多项式的公钥密码算法.该算法结构类似于RSA算法,其安全性基于大数因式分解的难度或者与El...     

基于实数域扩散离散Chebyshev多项式的公钥加密算法

将Chebyshev多项式与模运算相结合,对其定义在实数域上进行了扩展,经过理论验证和数据分析,总结出实数域多项式应用于公钥密码的一些性质.利用RSA公钥算法和ElGamal公钥算法的算法结构,提出基于有限域离散Chebyshev多项式的公钥密码算法.该算法结构类似于RSA算法,其安全性基于大数因式分解的难度或者与El...     

大数模乘算法的分析与研究

大数模乘在密码学领域有广泛的应用,它是RSA、ElGamal等公钥密码的基本运算。文章对目前具有典型代表性的各种大数模乘算法的设计思想进行了深入剖析,从基本设计原理和实现角度对这些模乘算法进行整理和分类,归纳并给出了各类算法的优缺点、实现方法、适用环境和研究现状。     

快速大数模乘算法及其应用

大数模幂乘是 RSA、El Gamal、DSA等公钥密码算法和数字签名算法的基本运算 ,而大数模乘运算是快速实现模幂乘的关键 .本文在分析比较现有快速模乘算法的基础上 ,提出了一个基于滑动窗口的快速模乘算法 .由分析可知 ,当模 N的长度为 5 12位时 ,本算法平均只需做 5 0 7次 n- bit加法便可实现 A× B mod N运算 .该算法便于软件与硬件实现     

一种新型的基于Montgomery的模幂器结构

大数模乘是许多公钥密码体制的核心运算，也是运算效率提高的瓶颈。基于Montgomery模乘算法，该文提出了一种改进的快速模乘及其模幂算法，由于采用了新的booth编码，算法的循环次数减少近一半，因此性能提高近一倍。模幂器采用新型的保留进位加法器(CSA)树，此结构无须对每次模乘的结果求和。实验表明，在97MHz时钟频率下，1 024-bit模幂器的波特率为184Kb/s，适合于设计高速的公钥密码协处理器。     

大数模幂算法的分析与研究

大数模幂在密码学领域有广泛的应用，它是公钥密码的基础。文章对目前比较典型的各种大数模幂算法的设计思想进行了深入剖析，从基本设计原理和实现角度对这些模幂算法进行了整理和分类，归纳给出了各种算法的优缺点、实现方法和使用环境。     

基于余数系统抗MESD攻击的RSA算法

RSA密码算法是SoC智能芯片最广泛应用的公钥密码算法之一,然而具有实现简单、攻击成功率高等优点的能量分析攻击对其具有较大的安全威胁。MESD攻击是针对RSA密码算法最有效的差分能量分析攻击手段之一。为加强RSA算法抵抗MESD差分能量分析攻击的能力,提出一种基于余数系统和蒙哥马利模乘算法的抗MESD差分能量分析攻击算法。采用余数系统把大数运算转变成小数运算,运用蒙哥马利模乘算法实现模除运算替换。由仿真实验和分析可知:该算法可以抵抗MESD差分能量分析攻击,具有非常好的理论研究意义与实际应用意义。     

DNA计算机算术运算的自装配模型(Ⅲ)—减法

DNA计算是基于DNA分子生化反应,能够在DNA计算机上实现的算法。它具有高度并行性、容量大、速度快等特点。同传统电子计算机一样,它也是以加、减、乘、除等简单算术运算和异或等逻辑运算为基本运算单元。在DNA自装配加法的基础上,设计了一般的DNA自装配并行减法模型,算法的时间复杂度为O(1),空间复杂度为O(n),并通过实例验证了算法的有效性。算法的主要优点在于编码简单、效率高,且具有通用性。     

VRS51L3074上增强型算术单元的高效算术运算

Ramtron公司推出的VRS51L3074单片机拥有增强型算术单元,能够实现16位乘除法、乘加和移位等操作。本文分析了该单元的特性及使用要点,并给出利用该单元实现的2个实用算法——32位有符号整数开平方和16位二进制数转BCD码。实践表明．该单元可有效提高VRS51L3074处理复杂算术运算的效率。     

Native XML数据库的文档编码机制研究

Native XML数据库快速查询的实现,可以采用基于XML文档编码的结构连接算法。而结构连接算法的实现需要对XML文档进行编码,以便于快速判断XML文档树结点之间的祖先后裔关系。在对现有编码机制进行综述的前提下,提出一种新的XML文档编码机制——前缀整除编码（PDIV）机制。该机制编码形式简单,只需要一个正整数即可充分表示结点在XML文档树中的位置信息;可以实现祖先后裔关系的快速查询;支持XML文档的更新操作;编码长度较短,编码长度约为o（ln（n））。     

用C语言实现超长整数的加减乘除四则运算

通过对 C语言链表、字符串的应用 ,解决了高级程序设计语言处理数据存储空间的问题 ,实现了高级语言数据类型无法完成的超长整数、高精度加减乘除四则运算 ,并对其实现算法进行了简要的分析和介绍     

基于CUDA的并行布谷鸟搜索算法设计与实现

布谷鸟搜索（cuckoo search,CS）算法是近几年发展起来的智能元启发式算法,已经被成功应用于多种优化问题中。针对CS算法在求解大数据、大规模复杂问题时,计算时间过长的问题,提出了一种基于统一计算设备架构（compute unified device architecture,CUDA）的并行布谷鸟搜索算法。该算法的并行实现采用任务并行与数据并行相结合的方式,利用图形处理器（graphic processing unit,GPU）线程块与线程分别映射布谷鸟个体与个体的每一维数据,并行实现CS算法中的鸟巢位置更新、个体适应度评估、鸟巢重建、寻找最优个体操作。整个CS算法的寻优迭代过程完全通过GPU实现,降低了算法计算过程中CPU与GPU的通信开销。对4个经典基准测试函数进行了仿真实验,结果表明,相比标准CS算法,基于CUDA架构的并行CS算法在求解收敛性一致的前提下,在求解速度上获得了高达110倍的计算加速比。     

LDPC在QPSK调制下的最小和整数译码

低密度奇偶校验码(LDPC码)具有逼近香农限的优良性质。基于此,对LDPC码在QPSK调制下的最小和译码算法进行研究,提出一种基于整数运算的最小和译码算法,算法中所有变量都用固定长度的整数表示,便于硬件实现。仿真实验证明,该算法的性能与基于高精度浮点数的和积译码算法接近。     

MPLS网络故障检测环回机制

针对现有多协议标签交换(MPLS)网络故障检测机制计算复杂和难于部署的问题,提出一种简单快速的故障检测机制——MPLS网络故障环回检测机制。在MPLS协议转发模块中增加操作与维护环回处理模块以加快故障检测速度,实现固定周期和动态周期2种检测方式。在Linux平台上开发其工作原型——LSPFD,实验证明该机制能正确测量网络延迟,且采用动态周期检测方式可使网络开销更低。     

Sparse polynomial division using a heap

In 1974, Johnson showed how to multiply and divide sparse polynomials using a binary heap. This paper introduces a new algorithm that uses a heap to divide with the same complexity as multiplication. It is a fraction-free method that also reduces the number of integer operations for divisions of polynomials with integer coefficients over the rationals. Heap-based algorithms use very little memory and do not generate garbage. They can run in the CPU cache and achieve high performance. We compare our C implementation of sparse polynomial multiplication and division with integer coefficients to the routines of the Magma, Maple, Pari, Singular and Trip computer algebra systems.     

一种高效率的RSA模幂算法的研究

RSA硬件的执行效率主要取决于模幂运算的实现效率。该文旨在介绍一种引入中国剩余定理加速私钥操作,并采用Barret模缩减方法,避开除法运算,将模幂运算转换成三个乘法运算和一个加法运算的快速模幂算法及其硬件实现方法。在乘法运算的实现中,采用Booth乘法器,可以大大缩短电路的关键路径,显著地提高硬件的执行效率。     

DNA计算机算术运算的自装配模型（II）—乘法

DNA计算机与传统电子计算机相比具有高度并行性、容量大、速度快等特点。它也是以加、减、乘、除等简单算术运算和异或等逻辑运算为基本运算单元。在自装配加法的基础上,设计了DNA自装配乘法模型,算法的时间复杂度为[O(1)],空间复杂度为[O(n)],并给出实例验证了算法的有效性。该算法具有编码简单、效率高、通用性强等优点。