[实用新型]快速RSA密码和大数模指数运算的电路

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及实现大数模指数运算和RSA密码算法的并行处理和快速模运算方法的集成电路组件。

背景技术

大数下的模指数运算和RSA密码算法以及需要大量计算的大数模运算，使数据处理，保密通讯和数字认证的速度和效率难以提高。运算速度并且限制RSA算法采用大数密钥从而影响应用系统的安全性。

发明内容

要解决的技术问题提出一种大数模运算快速计算的实现方法，提出实现大数模指数运算并行处理的方法，用硬件实现RSA密码算法内在的并行性提高运算速度，提出能综合实现这些目的的硬件方法及具体组件。

本实用新型所采用的技术方案：

一、一种快速RSA密码和大数模指数运算的电路，它由算法程序存贮器、参数数据存贮器、主处理器、两个模指数运算模块所组成，其特征是：算法程序存贮器和参数数据存贮器与主处理器连接，主处理器经过接口并行连接两个构造相同的模指数运算模块，每个模指数运算模块由两个从处理器组成。

二、提出一种大数下实现模运算B＝A mod M的快速计算方法。A_h＝A＞＞＞( n-1)即A右移n-1位舍去移出位，n是模M的bit长度，r＝INT(A_h×δ)，Q₀＝A-r×M，参数δ是模M的函数，满足0＜Q₀-B≤3M，循环计算Q_I＝Q_I-1-M，I＝1，2，3，4，如果Q₁＜0则结束循环，得到余数B＝Q_I-1，(商S＝r+I-1)。该算法把模运算变换为快速乘法运算，其程序用PROG₁表示。本设计用处理器的乘法功能实现模运算。

三、把模指数运算b＝D^cmod p的运算过程分解为可并行操作的两个程序段PROG_2.1和PROG_2.2。其中C＝C_IC_I-1…C₁C₀，C_i∈[0，1]，i＝0，1，…，I，I＝n-1，n是C以bit为单位的长度。

程序段PROG_2.1：初值D₀＝D mod p，循环计算D_i＝(D_i-1×D_i-1)mod p，i＝1，2，…，n-1。每一个D_i即时传送给程序段PROG_2.2。

程序段PROG_2.2：若C₀＝0则初值X₀＝1，否则X₀＝D mod p；循环执行分支程序，若C_i＝1则X_i＝(X_i-1×D_i)mod p，否则X_i＝X_i-1，i＝1，2，…，n-1，求出b＝X_n-1。本实用新型用两个处理器并行执行两个程序段，由硬件接口实现数据传送和速度匹配。

四、以并行方式执行RSA密码算法。已知解密算法ALGO₁：b₁＝D^β1mod p，b₂＝D^β2mod q，明文M＝(X_1q×b₁+X_2p×b₂)mod N。

加密算法ALGO₂：b₁′＝M^emod p，b₂′＝M^emod q，密文D＝(X_iq×b₁′+X₂p×b₂′)mod N。