[发明专利]模运算的装置和方法

说明书

本发明涉及模运算（modulo    computation）的装置和方法。

D.Naccache，H.Mstilti在《RAIRO-OR》1990年（3）上以“一种新的模运算法”为题发表了一种计算Y以X为模的余数（＝modulo（Y.X）;简写为Y mod X）的新方法，在这里2^n-1≤X≤2ⁿ-1且0≤Y≤2^L-1，值n表示X的毕特（bits）长度而L代表计算所接受的Y的最大尺寸。这个算法下面称作Prince Leonard算法，简称为PLA。

本发明的一个目的是披露一种具有被减少的存储器尺寸的快速模运算方法。这个目的是通过在权利要求3中披露的本发明的方法来达到的。

本发明的A＊B对模X的余数的模运算方法一般包括下列步骤：

-分别在第一组存贮单元RAM1及第二组RAM2存贮单元中存入所说数A和B;

-进行破坏相乘A×B＝C;

-将存储在所说第二组RAM2单元的数据转移到所说第一组RAM1单元;

-将所说第二组RAM2单元归零;

-将存储在第三组RAM3单元的数据向右移位三个位置，这个数据用Ci代表其中i是二进制数字上最小有效二进制数位（LSB）为i＝0，同时将这三个最右位二进制数字C_n-1，C_n及C_n+1引入所说第三组RAM3单元的最左位（即最小有效二进制数位LSB′s）;

-用存储在所说第三组RAM3单元的数据破坏相乘第二常数K＝2^zh/X，这个常数在一可检索装置（retrievable medium）中以n+1毕特长度被存储;

-将以D_n+1′表示的存储在所说第二组RAM2单元中的最右位二进制数字推到所说第三组RAM3单元中的最左位;

-将所说第二组RAM2单元归零;

-用存储在所说第三组RAM3单元中的数据部分地乘以第一常数X，这个常数在所说可检索装置中以n毕特长度来存储。由此，在所说第二组RAM2单元中只获得n+2    LSB（最小有效二进制数位）。

-从RAM1中减去RAM2（比方说F＝RAM1-RAM2）;

-当存储在所说第一组RAM1单元中的数字大于所说第一常数X时，从存储在所说第一组RAM1单元中减去所说第一常数X。

由此，存储在包括所说三组单元和/或存储在所说可检索装置的RAM矩阵（RAM    matrix）里的数字和/或数据可以以逆向格式（inverse    format）（MSB（最大有效二进制数位）……LSB）存贮，所说第一、二和/或第三组单元的次序可以被变更，和/或取代各所说单元组归零，可以连续地（冲掉）重写各组。

本发明方法的具有优点的附加实施例来自各个细分权利要求（subclaims）。

本发明的另一个目的是披露一种使用本发明方法的装置。这个目的是通过在权利要求1中所披露的本发明装置所达到的。

用于A＊B    Mod    X模运算的本发明装置，在这里A，B及第一常数X是n字节数（byte    numbers二进位组），这个装置一般包括：

-一可检索装置，如RAM，ROM（只读存贮器）或E²PROM记录有所说第一常数X及第二常数K＝2²ⁿ/X;

-包括第一组RAM1单元，第二组RAM2单元及第三组RAM3单元的具有3＊（int（n/8）+1）尺寸字节的RAM矩阵;

-一种计算装置，它允许存储在所说RAM矩阵里的数据的多位相减，多位移位运算，多位数据转递进或出所说可检索装置及所说RAM矩阵，多位完全的且破坏的相乘。

本发明装置的具有优势的附加实施例来自各个细分权利要求。

在付费电视系统中比如在视频密码付费电视系统（videocrypt    pay    TV    sistem）及其它现代密码通信中的编码通常需要模运算。在不能使用大容量RAM存储器的小型密码装置（如灵敏卡（smart-cards））中，特殊的PLA执行过程允许这样的模函数的有效计算。

由此为了计算R＝Y    mod    X仅需要约为X大小三倍的RAM空间。

如果X和常数K存储在可检索装置如ROM中，从微控制器或微处理器中也不需要除去。

本发明的最佳实施例将参照附图来描述，其中：