[发明专利]多变量数字签名装置

权利要求书

1.一种多变量数字签名装置，其特征在于，包括：中央处理器，电连接所述中央处理器的存储器、时序控制器、签名处理器、指示器和电源管理器，以及电连接所述签名处理器的有限域运算器和线性方程求解器。

2.根据权利要求1所述的多变量数字签名装置，其特征在于，所述中央处理器包括整数加减法电路和接口控制电路，所述接口控制电路用于控制输入输出端口，且所述输入输出端口用于输送待签名信息、签名、私钥、公钥、时钟信号和复位信号。

3.根据权利要求1所述的多变量数字签名装置，其特征在于，所述存储器包括固态硬盘和存储接口控制器；所述指示器包括指示灯、状态控制电路和开关；所述电源管理器包括电池和电池控制器。

4.根据权利要求1所述的多变量数字签名装置，其特征在于，所述时序控制器包括单比特寄存器和统一时序电路；所述单比特用于存储输入的时钟信号。

5.根据权利要求1所述的多变量数字签名装置，其特征在于，所述签名处理器包括签名及验证电路和签名接口控制器；所述签名及验证电路用于执行多变量数字签名和验证运算，所述签名接口控制器用于控制私钥、公钥、待签名信息和签名的输入和输出。

6.根据权利要求1所述的多变量数字签名装置，其特征在于，所述有限域运算器包括乘法及求逆运算器和运算接口控制器；所述乘法及求逆运算器用于执行有限域的乘法及求逆运算且由“与”逻辑门和“异或”逻辑门组成，所述运算接口控制器用于控制所述乘法及求逆运算器的运算数的输入和输出。

7.根据权利要求1所述的多变量数字签名装置，其特征在于，所述线性方程求解器包括迭代控制电路和求解接口控制器；所述迭代控制电路用于执行求解有限域的线性方程组的迭代运算，所述迭代运算包括找主元运算、归一运算和消元运算；所述求解接口控制器用于控制有限域的线性方程组的系数增广矩阵的输入和输出。

8.如权利要求1所述的多变量数字签名装置，其特征在于，还包括无线通信器，电连接所述中央处理器，用于与外部数据采集器进行无线通信。

9.如权利要求1所述的多变量数字签名装置，其特征在于，所述签名及验证电路用于在执行多变量数字签名运算时：

(1)调用所述有限域运算器计算第一线性仿射变换其中y＝y(y₀，y₁，...，y₂₆)是27字节的待签名信息，是y经过第一次线性仿射变换后的计算结果，M是27×27的矩阵，N是宽度为27的向量，M和N的每个元素均是有限域GF(2ⁿ)的元素；

(2)调用所述有限域运算器和所述线性方程组求解器计算中心映射变换其中F^-1是中心映射的逆变换，是经过中心映射的逆变换后的计算结果；以及

(3)调用所述有限域运算器计算第二线性仿射变换其中x是经过第二次线性仿射变换后的计算结果，x＝x(x₀，x₁，...，x₃₆)是y＝y(y₀，y₁，...，y₂₆)的37字节Rainbow签名，P是37×37的矩阵，Q是宽度为37的向量，P和Q的每个元素均是有限域GF(2ⁿ)的元素。

10.如权利要求1所述的多变量数字签名装置，其特征在于，所述签名及验证电路用于在执行验证运算时，调用所述有限域运算器计算其中，y＝y(y₀，y₁，...，y₂₆)表示27字节的待签名信息，x＝x(x₀，x₁，...，x₃₆)是表示37字节的签名，表示公钥且为私钥的组合。